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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRAÚLICA E AMBIENTAL

PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL (RECURSOS HÍDRICOS)

COMPENSAÇÃO FINANCEIRA COMO MECANISMO DE GESTÃO DE

RISCO NA ALOCAÇÃO DE ÁGUA

SAMIRIA MARIA OLIVEIRA DA SILVA

Fortaleza- Ceará- Brasil

Julho de 2015

SAMIRIA MARIA OLIVEIRA DA SILVA



Tese submetida à Coordenação do Curso

de Pós-Graduação em Engenharia Civil

com Área de Concentração em Recursos

Hídricos, da Universidade Federal do

Ceará, como requisito parcial para a

obtenção do grau de Doutor em

Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Dr. Francisco de Assis de Souza Filho.

Fortaleza- Ceará- Brasil

2015



Tese submetida à Coordenação do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil com

Área de Concentração em Recursos Hídricos, da Universidade Federal do Ceará, como

requisito parcial para a obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil.

AGRADECIMENTOS

Para Deus que sempre me orienta e me dá força para vencer as batalhas da vida.

Aos meus pais, Francisco das Chagas e Aila Maria pela educação e apoio aos

meus estudos. A minha avó materna, Luzia Rodrigues de Oliveira, por todo amor e

carinho que sempre me concedeu. E, as minhas irmãs, Sâmila Maria e Sâmia Maria,

pelos meus momentos de ausência em função das minhas atividades acadêmicas.

Ao meu querido marido, Anderson Brandão, por toda força, carinho,

compreensão e companheirismo a mim dedicado.

Ao grande orientador, Francisco de Assis de Souza Filho por todos os

ensinamentos acadêmicos e da vida, pela dedicação e confiança já que “Somos livres no

Um mas, não no Dois”.

Aos meus companheiros de pesquisa e estudo Sandra Helena, Daniel Cid,

Thalita, Talitha Rochanne, Cleiton Silveira, Wictor Edney, Luiz Junior, Thiago e Felipe.

A Teresinha, Shirley e Neuza pela colaboração e auxílio ao longo do doutorado.

A todos os professores que contribuíram de alguma forma com minha carreira

acadêmica em especial, Rosemeiry Carvalho, minha ex-tutora do PET, que me norteou

para o mundo dos recursos hídricos e Calíope de Freitas pelas muitas conversas e

conselhos.

A banca examinadora pela disponibilidade de estar presente na defesa da tese.

https://www.facebook.com/profile.php?id=100002137466712

RESUMO

O processo de alocação de água entre usos diferentes e conflitantes em um

cenário de incerteza climática reforça a motivação para estudar a gestão de riscos em

sistemas hídricos. Dessta forma, o presente estudo propõe a incorporação de um

mecanismo de gestão de risco climático no processo de alocação de recursos hídricos

visando o gerenciamento equitativo e eficiente desses recursos. Para isso, utilizou-se um

modelo agregado composto por um reservatório de regularização e dois usuários

abastecimento urbano e irrigação, para construir e avaliar o mecanismo financeiro. Em

seguida, utilizou-se um modelo desagregado, com múltiplos reservatórios, para aplicar

os conceitos definidos no modelo anterior. Inicialmente, foi definido um indicador para

ser utilizado como gatilho do mecanismo financeiro. Esse gatilho acionou o mecanismo

sempre que foi detectado algum estado de severidade seca no sistema hídrico, sendo

utilizado quatro estados: seca moderada, seca severa, seca extrema e seca excepcional.

O valor da compensação foi calculado com base nos benefícios alcançados pelo setor

que perdeu garantia hídrica no período de escassez. Essa avaliação foi realizada por

meio da aplicação de dois métodos de rateio das disponibilidades hídricas: rateio linear

e sistema de prioridades. A vazão disponível para alocação foi determinada utilizando a

estratégia de operação do reservatório com afluências zero no semestre do ano.

Entretanto, também testou-se a incorporação da informação climática nesse processo.

Foram propostos dois gatilhos para o mecanismo financeiro: Índices de seca e Nível de

Racionamento. Os índices de seca foram construídos com base na precipitação média

(Índice padronizado de precipitação), na vazão afluente (Índice padronizado de

escoamento) e no volume final da operação do sistema (Índice sintético). O nível de

racionamento possuiu como base a vazão disponível para alocação (retirada controlada).

A escolha dessa variável deu-se pela relação existente entre ela e o volume armazenado

Essa relação permite que o gatilho obtenha um bom desempenho tanto para a

probabilidade de detecção de seca quanto para o falso alarme. Além disso, elaborou-se

uma base conceitual para incorporar o mecanismo financeiro a cobrança pelo uso da

água e avaliou-se o desempenho do sistema quanto à incorporação do mecanismo

financeiro por meio de dois indicadores, eficiência econômica e equidade (justiça

alocativa). A avaliação de desempenho mostrou que o pagamento da compensação em

um período de seca devido à maior garantia (prioridade) de outros usos opera no sentido

de uma maior equidade e eficiência na alocação de água. No intuito de guardar os

recursos financeiros arrecadados pela cobrança para a cobertura das compensações

propôs-se um fundo de regularização que possui parcelas de arrecadação anual

realizadas pelo abastecimento urbano e pelo governo. O fundo de regularização garante

a sustentabilidade financeira e a incorporação do mecanismo ao instrumento de

cobrança uma boa capacidade de adaptação ao sistema. Assim, a compensação

financeira é uma opção viável tanto para os gestores de recursos hídricos que terão

maior flexibilidade nas suas decisões quanto para o sistema de recursos hídricos que

terá maior equidade no seu processo de alocação de água.

Palavras-chave: Alocação de água, Risco e Compensação.

ABSTRACT

The process of water allocation between different and competing uses in an

uncertain climate scenario reinforces the motivation to study risk management of water

systems. In this way, the purpose of this study is to propose the incorporation of a

climate risk management mechanism in the process of water allocation, aiming an

equitable and efficient management of these resources. For this, an aggregate model

consisting of a reservoir of regulation and two users (urban supply and irrigation) was

used to build and evaluate a financial mechanism. Afterwards, a disaggregation model

consisting of multiple reservoirs was used to apply the concepts defined in the previous

model. Initially, an indicator was chosen to be used as a trigger for the financial

mechanism. This trigger started the mechanism whenever any rigorous state of drought

in the water system was detected, which were classified in four different types:

moderate drought, severe drought, extreme drought and exceptional drought. The

amount of compensation was calculated based on the benefits achieved by the sector

that lost water guarantee during the scarcity period. This evaluation was performed by

the application of two methods for apportioning the water availability: linear

apportionment and priority system. The available water flow for allocation was

calculated using the reservoir operation strategy with inflows zero in the semester of the

year. However, the incorporation of climate information in the process was also tested.

Two triggers were proposed for the financial mechanism: Drought indices and

Rationing level. The drought indices were built based on the average precipitation

(standardized precipitation index), the inflow (standardized index flow) and the final

volume of system operation (synthetic index). The rationing level mechanism is based

on the available water flow for allocation and it was chosen due to its existing relation

with the volume stored. This relationship allows the trigger to perform well both for the

drought detection probability as for the false alarm. In addition, a conceptual framework

for incorporating the financial mechanism to charge for the water use was elaborated, as

well as an evaluation of the performance of the system as for the incorporation of the

financial mechanism through two indicators: economic efficiency and equity (allocative

justice). The performance evaluation showed that the payment of compensation in a

period of drought due higher warranty (priority) of other uses operates to a greater

equity and efficiency in water allocation. In order to keep the funds collected by the

charge to cover the compensation, a regularization fund that has annual revenues of

parcels carried out by the urban water supply and by the government was created. This

regularization fund ensures the financial sustainability and also a good ability to adapt

the incorporation mechanism to the collect instrument. Consequently, the financial

compensation is a viable option for both water managers, who will have greater

flexibility in their decisions, as well as for the water resources system, that will have

more equity in their process of water allocation.

Key-words: Water allocation, Risk and Compensation.

LISTA DE TABELAS

TABELA 1- CAPACIDADE DOS RESERVATÓRIOS UTILIZADOS NA REGIÃO METROPOLITANA DE FORTALEZA. .......................... 67

TABELA 2 - DEMANDA DE ABASTECIMENTO URBANO DA RMF. ................................................................................. 68

TABELA 3 - ESTIMATIVA DAS COMPENSAÇÕES FINANCEIRAS. .................................................................................... 75

TABELA 4 - ESTADO DO SISTEMA E LIMIARES DOS ÍNDICES. ....................................................................................... 78

TABELA 5 - MÉTODO DE ANÁLISE DE CONTINGÊNCIA. .............................................................................................. 79

TABELA 6 - LIMIARES DO GATILHO NÍVEL DE RACIONAMENTO. ................................................................................. 79

TABELA 7 – DESEMPENHO DA ALOCAÇÃO DE ÁGUA PARA O SETOR URBANO NO SISTEMA DE PRIORIDADE CONSIDERANDO O

MODELO AGREGADO. ....................................................................................................................................... 91

TABELA 8 - DESEMPENHO DA ALOCAÇÃO DE ÁGUA PARA O SETOR DE IRRIGAÇÃO NO SISTEMA DE PRIORIDADE CONSIDERANDO

O MODELO AGREGADO. .................................................................................................................................... 91

TABELA 9 - VARIAÇÃO DE RENDIMENTO E GARANTIA HÍDRICA ENTRE O MÉTODO DE RATEIO LINEAR E O SISTEMA DE PRIORIDADE

CONSIDERANDO O MODELO AGREGADO. .............................................................................................................. 93

TABELA 10 - BENEFÍCIO MÉDIO DO SETOR DE ABASTECIMENTO URBANO E IRRIGAÇÃO EM MILHÕES DE REAIS. .................... 96

TABELA 11 – TRANSFERÊNCIA MÉDIA DE RISCO ENTRE A IRRIGAÇÃO E O ABASTECIMENTO URBANO. ................................. 96

TABELA 12 - ESTATÍSTICA DAS SÉRIES SINTÉTICAS DE VAZÃO AFLUENTE AO RESERVATÓRIO ORÓS NO PERÍODO DE 30 ANOS. . 98

TABELA 13 - TRANSFERÊNCIA DE RISCO ENTRE O ABASTECIMENTO E A IRRIGAÇÃO CONSIDERANDO AS SÉRIES SINTÉTICAS DE

VAZÃO NÚMERO 11 E 21. ............................................................................................................................... 100

TABELA 14 - ANÁLISE DOS ÍNDICES DE SECA. ....................................................................................................... 102

TABELA 15 - LIMIARES DO GATILHO NÍVEL DE RACIONAMENTO. ............................................................................. 107

TABELA 16 - FREQUÊNCIA DE OCORRÊNCIA DOS ESTADOS DE SECA CONFORME O GATILHO NÍVEL DE RACIONAMENTO. ...... 109

TABELA 17 - RESULTADOS DA ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DOS COEFICIENTES DE RACIONAMENTO. ................................. 109

TABELA 18 - BENEFÍCIOS DOS SETORES USUÁRIOS NO SISTEMA BASE E NO SISTEMA COM COMPENSAÇÃO (MILHÕES DE REAIS).

.................................................................................................................................................................. 114

TABELA 19 - DEMANDAS DO SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO POR FINALIDADE DE USO (M³/S). .......................... 118

TABELA 20 - VOLUMES CARACTERÍSTICOS DOS RESERVATÓRIOS DO SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO. .................... 119

TABELA 21 – EVAPORAÇÃO MÉDIA PARA OS RESERVATÓRIOS DO SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO. ....................... 119

TABELA 22 - VOLUME META E PRIORIDADES DOS RESERVATÓRIOS DO SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO. ................. 120

TABELA 23 - ESTIMATIVA DAS COMPENSAÇÕES FINANCEIRAS PARA O SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO. ................. 121

TABELA 24 - FUNÇÃO BENEFÍCIO DA IRRIGAÇÃO POR SISTEMA. .............................................................................. 122

TABELA 25 - LIMIARES DO NÍVEL DE RACIONAMENTO PARA O SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO. ........................... 123

TABELA 26 - CENÁRIOS DE SIMULAÇÃO PARA DEFINIÇÃO DO ESTADO DAS ÁGUAS DOS RESERVATÓRIOS. .......................... 123

TABELA 27 - ESTADO DAS ÁGUAS DO RESERVATÓRIO PARA O PERÍODO DE 1930 A 1932. ............................................ 134

TABELA 28 - ESTADO DAS ÁGUAS DO RESERVTAÓRIO PARA O PERÍODO DE 1951 A 1953. ............................................ 135

TABELA 29 - ESTADOS DAS ÁGUAS DOS RESERVATÓRIO DO JAGUARIBE PARA O PERÍODO DE 1997 A 1999. .................... 140

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 - CURVA DE DEMANDA DE UM BEM X EM CONDIÇÕES COETERIS PARIBUS. ...................................................... 21

FIGURA 2 - REPRESENTAÇÃO DE UMA CURVA DE DEMANDA DE ÁGUA ......................................................................... 21

FIGURA 3 - RELAÇÃO ENTRE A CURVA DE DEMANDA E OS BENEFÍCIOS ECONÔMICOS. ..................................................... 22

FIGURA 4 - CRITÉRIOS DE EFICIÊNCIA ECONÔMICA DE PARETO E KALDOR-HICKS. ......................................................... 25

FIGURA 5 - PROCESSO DE GESTÃO DE RISCOS. ...................................................................................................... 33

FIGURA 6 - PLANEJAMENTO DE SECA NA VISÃO DA GESTÃO DE RISCO. ........................................................................ 36

FIGURA 7 – CRONOLOGIA DA COBRANÇA PELO USO DA ÁGUA BRUTA NO CEARÁ DE 1992 ATÉ O PRESENTE. ...................... 56

FIGURA 8 – MODELO DE REPRESENTAÇÃO DA ALOCAÇÃO DE ÁGUA. .......................................................................... 61

FIGURA 9 – FASES DOS PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS. .................................................................................... 63

FIGURA 10 - REPRESENTAÇÃO DO SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO E TRECHOS DO EIXÃO DAS ÁGUAS. .................... 64

FIGURA 11 - CAPACIDADE DE ACUMULAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS QUE PERENIZAM OS VALES DO JAGUARIBE E BANABUIÚ. .. 65

FIGURA 12 - POPULAÇÃO TOTAL RESIDENTE DO VALE PERENIZADO DO JAGUARIBE E BANABUIÚ (HABITANTES). ................. 66

FIGURA 13 - DIAGRAMA UNIFILAR DO SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO. ........................................................... 69

FIGURA 14 - FLUXOGRAMA DOS PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS PARA A ALOCAÇÃO DE ÁGUA E ANÁLISE DA

TRANSFERÊNCIA DE RISCO. ................................................................................................................................. 70

FIGURA 15 - CURVA DE DEMANDA DOS IRRIGANTES DA BACIA DO JAGUARIBE - CEARÁ. ................................................. 73

FIGURA 16 - PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS DO MECANISMO DE COMPENSAÇÃO FINANCEIRA. ................................. 73

FIGURA 17 - REGRA DE OPERAÇÃO DO MECANISMO FINANCEIRO. ............................................................................. 74

FIGURA 18 - VARIAÇÃO SAZONAL DAS AFLUÊNCIAS AO RESERVATÓRIO ORÓS REPRESENTADA PELOS VALORES MENSAIS DA

MÉDIA, MEDIANA E QUANTIS DE 25% E 75%. ....................................................................................................... 88

FIGURA 19 - VAZÃO MÉDIA ANUAL AFLUENTE DO RESERVATÓRIO DE ORÓS (1912 – 1996) EM PRETO E EM CINZA A MÉDIA

MÓVEL DE 10 ANOS. ........................................................................................................................................ 89

FIGURA 20 - CURVA DE REGULARIZAÇÃO DO RESERVATÓRIO ORÓS. ........................................................................... 89

FIGURA 21 - VAZÃO ALOCADA COM O MECANISMO DE PRIORIDADE E RATEIO LINEAR (HM³/ANO) NO CENÁRIO DE VAZÃO ZERO

UTILIZANDO A SÉRIE HISTÓRICA DE JULHO 1912 A JULHO 1996. .............................................................................. 90

FIGURA 22 - VAZÃO ALOCADA COM O MECANISMO DE PRIORIDADE (HM³/ANO) NO CENÁRIO DE PREVISÃO DE VAZÃO EM

JULHO 1912 A JULHO 1996. ............................................................................................................................. 92

FIGURA 23 - BENEFÍCIO FINANCEIRO MÉDIO ANUAL DOS SETORES USUÁRIOS DE ÁGUA CONSIDERANDO AS FUNÇÕES BENEFÍCIO

DE SOUZA FILHO E BROWN (2009) EM MILHÕES DE REAIS....................................................................................... 94

FIGURA 24 - BENEFÍCIO MÉDIO ANUAL OBTIDO PELO USO DA ÁGUA PELA IRRIGAÇÃO E ABASTECIMENTO URBANO NOS DOIS

MECANISMOS DE ALOCAÇÃO NO CENÁRIO DE OPERAÇÃO COM VAZÃO ZERO. ................................................................ 95

FIGURA 25 – MÉDIA DA VAZÃO ALOCADA PARA O ABASTECIMENTO URBANO NO PERÍODO DE 30 ANOS (HM³/ANO). .......... 99

FIGURA 26 – MÉDIA DA VAZÃO ALOCADA PARA O SETOR DE IRRIGAÇÃO NO PERÍODO DE 30 ANOS (HM³/ANO). ................. 99

FIGURA 27 - MÉDIA DOS BENEFÍCIOS OBTIDOS PELOS DOIS SETORES USUÁRIOS DE ÁGUA POR MEIO DO SISTEMA DE

PRIORIDADE. ................................................................................................................................................. 100

FIGURA 28 – ESTADO DE SECA APRESENTADO EM CADA ANO APLICANDO O ÍNDICE NORMALIZADO DE PRECIPITAÇÃO. ........ 103

FIGURA 29 - ESTADO DE SECA APRESENTADO EM CADA ANO APLICANDO O ÍNDICE NORMALIZADO DE ESCOAMENTO. ......... 104

FIGURA 30 - ESTADO DE SECA APRESENTADO EM CADA ANO APLICANDO O ÍNDICE SINTÉTICO........................................ 105

FIGURA 31 - RELAÇÃO ENTRE A RETIRADA CONTROLADA E O VOLUME ARMAZENADO NO RESERVATÓRIO. ........................ 106

FIGURA 32 - ESTADO DE SECA DO RESERVATÓRIO ORÓS DE ACORDO COM O GATILHO NÍVEL DE RACIONAMENTO PARA O

PERÍODO DE JULHO DE 2012 A JULHO DE 1996 JULHO DE 1913 A JULHO DE 1996 CONSIDERANDO O CENÁRIO DE VAZÃO

ZERO........................................................................................................................................................... 108

FIGURA 33- MONTANTE DAS COMPENSAÇÕES FINANCEIRAS PARA O PERÍODO DE JULHO DE 1912 A JULHO DE 1996. ....... 111

FIGURA 34 - BENEFÍCIOS DOS SETORES USUÁRIOS DE ÁGUA NO SISTEMA BASE (MILHÕES DE REAIS). .............................. 113

FIGURA 35 - BENEFÍCIOS DOS SETORES USUÁRIOS DE ÁGUA NO SISTEMA COM COMPENSÇÃO (MILHÕES DE REAIS)............ 113

FIGURA 36 - UTILIDADE AGREGADA DO SISTEMA.................................................................................................. 115

FIGURA 37 - DIFERENÇA DE BENEFÍCIO ENTRE O ABASTECIMENTO E A IRRIGAÇÃO (MILHÕES DE REAIS) ........................... 115

FIGURA 38 - DEMANDAS DO SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO POR LOCALIZAÇÃO DOS USUÁRIOS (M³/S). .............. 117

FIGURA 39 - CURVA DE DEMANDA DESAGREGADA POR SISTEMA. ............................................................................ 122

FIGURA 40 - FLUXOGRAMA DE DECISÃO DO ESTADO DAS ÁGUAS DOS RESERVATÓRIOS. ................................................ 124

FIGURA 41 - VALORES DE COMPENSAÇÃO FINANCEIRA DA IRRIGAÇÃO ABASTECIDA PELOS RESERVATÓRIOS BANABUIÚ,

CASTANHÃO E ORÓS COM EXCEÇÃO DA IRRIGAÇÃO DO CANAL DO TRABALHADOR E EIXÃO. .......................................... 125

FIGURA 42 - VALORES DE COMPENSAÇÃO FINANCEIRA DA IRRIGAÇÃO ATENDIDAS PELAS ÁGUAS DO CANAL DO TRABALHADOR E

DO EIXÃO. .................................................................................................................................................... 126

FIGURA 43 - COMPORTAMENTO DA AFLUÊNCIA MÉDIA PARA OS BIÊNIOS CRÍTICOS. .................................................... 126

FIGURA 44 - VOLUME FINAIS DOS RESERVATÓRIOS DA BACIA DO JAGUARIBE APÓS A SIMULAÇÃO DO CENÁRIO 1 PARA O

PERÍODO DE 1930 A 1932 COM O VOLUMES INICIAIS DE: (A) 2012, (B) 2013 (C) 2014 E (D) 2015............................ 128

FIGURA 45 - VOLUME FINAIS DOS RESERVATÓRIOS DA BACIA DO JAGUARIBE APÓS A SIMULAÇÃO DO CENÁRIO 1 PARA O

PERÍODO DE 1930 A 1932 COM O VOLUMES INICIAIS DE: (A) 2012, (B) 2013 (C) 2014 E (D) 2015............................ 129

FIGURA 46 - COMPORTAMENTO DO VOLUME DOS RESERVATÓRIOS DA BACIA DO JAGUARIBE APÓS A SIMULAÇÃO DO CENÁRIO

2 (62% DA DEMANDA) PARA O PERÍODO DE 1930 A 1932 COM O VOLUME INICIAL DE 2014. ..................................... 130

FIGURA 47 - DÉFICIT DAS DEMANDAS DO SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO APÓS A SIMULAÇÃO DO CENÁRIO 1 (92% DA

DEMANDA) COM O VOLUME INICIAL DE 2015 E O PERÍODO DE 1930 A 1932. .......................................................... 131





FIGURA 50 - COMPENSAÇÃO FINANCEIRA CONSIDERANDO O BIÊNIO DE 1930 A 1932. ............................................... 134

FIGURA 51 - VOLUME FINAIS DOS RESERVATÓRIOS DA BACIA DO JAGUARIBE APÓS A SIMULAÇÃO DO CENÁRIO 1 (92% DA

DEMANDA) PARA O PERÍODO DE 1951 A 1953 COM O VOLUMES INICIAIS DE: (A) 2012, (B) 2013 (C) 2014 E (D) 2015. 136











FIGURA 57 - DÉFICIT DAS DEMANDAS DO SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO, APÓS A IMPOSIÇÃO DA RESTRIÇÃO DE

CAPACIDADE DO EIXÃO DAS ÁGUAS, CONSIDERANDO O PERÍODO DE 1930 A 1932 E O VOLUME DE 2012. ...................... 143

FIGURA 58 – VALOR DA COMPENSAÇÃO FINANCEIRA E MÉDIA MÓVEL DE 10 ANOS (EM PRETO) PARA O MODELO AGREGADO.

.................................................................................................................................................................. 146

FIGURA 59 - SIMULAÇÃO DO FUNDO DE REGULARIZAÇÃO PARA O MODELO AGREGADO. .............................................. 148

LISTA DE SIGLAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

ANA – Agência Nacional das Águas

CAGECE – Companhia de Água e Esgoto do Estado do Ceará

COGERH – Companhia de Gestão de Recursos Hídricos

CONERH – Conselho Estadual de Recursos Hídricos

DNOCS – Departamento Nacional de Obras Contra às Secas

FUNCEME – Fundação Cearense Meteorologia e Recursos Hídricos

OCDE – Organização para Economia Cooperação e Desenvolvimento

PR – Sistema de Prioridade

RL – Rateio Linear

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................13

1.1 OBJETIVOS ......................................................................................................................... 14

1.2 CONTRIBUIÇÃO CIENTÍFICA E TÉCNICA ..................................................................................... 15

1.3 ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO .............................................................................................. 16

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................17

2.1 ALOCAÇÃO DE ÁGUA ........................................................................................................... 17

2.1.1 Mecanismos de alocação de água ....................................................................... 18

2.1.2 Economia e alocação de água .............................................................................. 20

2.1.2.1 Eficiência econômica..................................................................................................... 23

2.1.2.2 Equidade ....................................................................................................................... 25

2.1.2.3 Sustentabilidade ........................................................................................................... 27

2.2 GESTÃO DE RISCO ............................................................................................................... 29

2.2.1 O risco e o seu gerenciamento ............................................................................. 29

2.2.2 Gestão de risco de seca ........................................................................................ 34

2.2.3 Previsão Climática ................................................................................................ 36

2.2.4 Mecanismos de proteção ao risco ........................................................................ 38

2.2.4.1 Seguros tradicionais ...................................................................................................... 39

2.2.4.2 Seguros indexados ........................................................................................................ 41

2.2.4.3 Derivativos climáticos ................................................................................................... 43

2.3 COBRANÇA PELO USO DA ÁGUA BRUTA .................................................................................... 48

2.4 TOMADA DE DECISÃO .......................................................................................................... 57

3 METODOLOGIA..................................................................................................60

3.1 ESTRATÉGIA METODOLÓGICA ................................................................................................ 60

3.2 MODELO DE REPRESENTAÇÃO DA ALOCAÇÃO DE ÁGUA ............................................................... 61

3.3 SITUAÇÃO DE APLICAÇÃO ...................................................................................................... 63

3.3.1 Caracterização do Sistema Jaguaribe-Metropolitano .......................................... 63

3.3.1 Situação de Aplicação 1: Modelo Agregado ......................................................... 67

3.3.2 Situação de Aplicação 2: Modelo Desagregado ................................................... 68

3.4 ALOCAÇÃO DE ÁGUA E ANÁLISE DA TRANSFERÊNCIA DE RISCO ..................................................... 70

3.4.1 Alocação de Água ................................................................................................. 71

3.4.2 Análise da transferência de Risco ......................................................................... 71

3.5 MECANISMOS DE COMPENSAÇÃO FINANCEIRA ......................................................................... 73

3.5.1 Estimativa da Compensação Financeira ............................................................... 74

3.5.2 Limiares da Compensação Financeira: Estado do Sistema Hídrico ...................... 75

3.5.2.1 Índices de seca .............................................................................................................. 75

3.5.2.2 Nível de Racionamento ................................................................................................. 79

3.6 AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DO MECANISMO......................................................................... 80

3.7 MODELO DE INTEGRAÇÃO COBRANÇA-COMPENSAÇÃO FINANCEIRA ............................................. 81

4 MODELO AGREGADO ......................................................................................82

4.1 ALOCAÇÃO DE ÁGUA ............................................................................................................ 82

4.1.1 Operação do reservatório ..................................................................................... 82

4.1.1.1 Vazão Zero .................................................................................................................... 82

4.1.1.2 Previsão de Vazão ......................................................................................................... 83

4.1.2 Alocação de água entre usos ................................................................................ 84

4.1.2.1 Rateio Linear ................................................................................................................. 84

4.1.2.2 Sistema de prioridade ................................................................................................... 84

4.1.3 Desempenho da Alocação da Água ...................................................................... 85

4.1.4 Análise da Incerteza das Vazões Afluentes ........................................................... 86

4.2 RESULTADOS ...................................................................................................................... 88

4.2.1 Alocação de Água ................................................................................................. 88

4.2.2 Análise da Transferência de Risco ........................................................................ 93

4.2.3 Análise da incerteza nas vazões afluentes ........................................................... 97

4.2.4 Mecanismo de compensação financeira ............................................................ 101

4.2.4.1 Índices de seca ............................................................................................................ 101

4.2.4.2 Nível de racionamento ................................................................................................ 106

4.2.4.3 Valor da compensação ................................................................................................ 110

4.2.1 Avaliação do desempenho do mecanismo financeiro ........................................ 111

5 MODELO DESAGREGADO.............................................................................116

5.1 ALOCAÇÃO DE ÁGUA .......................................................................................................... 116

5.2 MECANISMO DE COMPENSAÇÃO FINANCEIRA ......................................................................... 121

5.2.1 Estimativa da compensação financeira .............................................................. 121

5.2.2 Gatilhos do mecanismo: Definição do estado das águas superficiais ................ 123

5.3 RESULTADOS .................................................................................................................... 124

6 MODELO DE INTEGRAÇÃO COBRANÇA-COMPENSAÇÃO

FINANCEIRA ............................................................................................................. 144

7 CONCLUSÕES....................................................................................................149

8 REFERÊNCIAS ..................................................................................................152

APÊNDICE A – ÍNDICES DE SECA .....................................................................168

APÊNDICE B – INDICE SINTÉTICO MEDIANO ................................................171

ANEXO A - TARIFAÇÃO DE ÁGUA BRUTA .....................................................173

13

1 INTRODUÇÃO

A variabilidade do clima interfere diretamente na oferta e na demanda hídrica

por meio da redução ou do aumento das afluências e dos estoques de água dos

reservatórios. Esse fato impõe um risco operacional nos sistemas de recursos hídricos e

ressalta a necessidade do planejamento e do gerenciamento desses recursos ser realizado

sob a ótica do risco e da adaptação.

A adaptação é necessária para a sustentabilidade dos recursos hídricos e,

consequentemente, dos hidrossistemas, uma vez que o clima, a água, os sistemas

biofísicos e socioeconômicos estão conectados por caminhos complexos. O risco

também está relacionado com a exposição do local (probabilidade de ocorrência) e a

vulnerabilidade da sociedade.

A exposição refere-se à localização das pessoas, aos meios de vida, aos recursos

e serviços ambientais, à infraestrutura disponível e aos recursos econômicos, sociais ou

culturais (LAVELL et al., 2012). Já a vulnerabilidade é considerada como o grau de

susceptibilidade e de incapacidade do sistema lidar com os efeitos adversos da

variabilidade climática (incluindo os eventos extremos), sendo função do seu caráter, da

sua magnitude e de seu ritmo (IPCC, 2007).

A gestão de risco em hidrossistemas pode ser realizada com medidas do tipo

estrutural e não estrutural. De acordo com Grigg (1996), as medidas estruturais estão

relacionadas com a alteração da infraestrutura para suportar os eventos extremos, como

diques, barragens, canalização entre outros. As medidas não-estruturais são as que

permitem conviver com o sistema sem precisar de instalações construídas tais como o

seguro, a previsão e a realocação. As primeiras medidas envolvem maiores custos e

estão limitadas quanto à segurança a um nível de risco.

Brown e Carriquiry (2007) propuseram a adoção de mecanismos financeiros

para gerir os riscos em hidrossistemas visando a transformar a variabilidade hidrológica

em valores monetários de forma a possibilitar a garantia de renda a população na

ocorrência de um evento hidrológico extremo. Nesse contexto, Courbage e Stahel

(2012) advertem que uma das questões-chave em operacionalizar esses mecanismos

para segurar eventos extremos é a quantidade de capital necessário para fornecer

proteção contra esses eventos.

Apesar dessa questão, a Rede de Conhecimento do Clima e Desenvolvimento

(2012) ressalta que os mecanismos financeiros já têm sido reconhecidos

14

internacionalmente como instrumentos integrantes da adaptação e da gestão de riscos de

desastres naturais. Por isso, diversas organizações internacionais já estão apoiando

países para explorar o potencial de transferência de risco seja pelo desenvolvimento de

instrumentos usualmente associados a um pagamento (como os seguros) ou por

mecanismos usualmente informais e sem pagamento (como as compensações).

Contudo, os mecanismos financeiros para gerir riscos de extremos hidrológicos

são mais investigados e difundidos para proteção de perdas de inundações devido à

grande frequência de ocorrência desse evento em nível mundial e o seu impacto sobre

os centros urbanos (JHA, 2012). Na Austrália, por exemplo, além de seguros clássicos,

o governo tem um sistema formal para compensar os estados e os usuários por perdas

oriundas de inundação (MA, 2012).

Com uma outra perspectiva, este estudo busca desenvolver um mecanismo de

compensação financeira voltado para gerir riscos inerentes a eventos de seca,

susceptível de proporcionar um significativo ganho em alternativa para o gerenciamento

e o planejamento dos recursos hídricos.

Para isso, neste esudo será realizada a alocação de água entre usos a fim de

avaliar a transferência de risco e a perda de garantia hídrica. O pagamento da

compensação financeira ocorrerá conforme o estado das águas superficiais do sistema

hídrico. Para isso, será utilizado cinco estados: normal, seca moderada, seca severa, seca

extrema e seca excepcional. O valor da compensação será estimada com base nos

benefícios financeiros dos usuários de água. Esses benefícios serão oriundos de funções

estimadas a partir da integração da curva de demanda dos usuários

1.1 Objetivos

O objetivo geral é desenvolver um mecanismo de gestão de risco climático que

possa ser incorporado no processo de alocação de recursos hídricos, visando à redução

de conflitos e ao gerenciamento equitativo e eficiente desses recursos.

Especificamente, pretende-se alcançar os seguintes objetivos:

Analisar a questão da transferência de risco na alocação de água entre setores

usuários;

Construir um mecanismo de compensação financeira para a gestão do risco

climático na alocação de água;

Propor limiares que indiquem o estado de seca em sistemas plurianuais;

15

Analisar o desempenho do mecanismo de compensação financeira quanto à

capacidade de gerar eficiência e equidade ao sistema hídrico;

Propor um modelo conceitual de cobrança pelo uso da água para incorporar o

mecanismo de compensação financeira;

1.2 Contribuição Científica e Técnica

A crescente demanda por recursos hídricos e o desafio dos planejadores e

gestores de recursos hídricos de alocar água entre usos diferentes e conflitantes em um

cenário de incerteza climática, visto em todo o mundo, reforça a motivação para estudar

e aprimorar o processo de alocação de água nos mais diversos sistemas hídricos.

Um levantamento realizado com o conjunto de palavras-chave Risco climático-

Alocação, Risco climático-Seguro e Compensação Financeira-Alocação na base de

dados da Scorpus e no mecanismo de busca Google Acadêmico para o período de 2004

a setembro de 2014 destacou 54 trabalhos cientifícos publicados que poderiam ter

alguma correspondência com o tema proposto nesta pesquisa. Desse total de trabalhos:

08 discutem e/ou propõem a utilização de seguros para gerir riscos de inundação;

27 discutem e/ou elaboram mecanismos de seguros para a gestão de risco climático na

agricultura (sendo 02 estudos especifícos para a irrigação);

12 discutem conceitualmente a utilização de mecanismos financeiros para gerir riscos

climáticos;

01 analisa a acoplagem de modelos hidrológicos com modelos de transferência de risco

hidrológico;

01 discute e elabora uma compensação financeira para o município devido a exploração

de recursos minerais;

02 avaliam a compensação financeira para a proteção ambiental;

02 analisam o impacto da compensação financeira de hidroelétricas em sedes

municipais.

01 propõe um contrato de opção entre concessionárias de abastecimento de água

urbanas e usuários da agricultura associado a seguro baseado em vazões afluentes.

Assim, a pouca existência de referências na linha de pesquisa deste estudo revela

a pertinência de produzir conhecimento para instrumentalizar os gestores de recursos

hídricos no processo de gestão de risco na alocação de água seja pela melhor

16

compreensão dos intrumentos de gestão já existentes ou pelo desenvolvimento de novos

instrumentos e/ou novas ferramentas técnicas ou tecnológicas.

Dessa forma, as apropriações científicas e técnicas, por parte da sociedade, dos

elementos construídos neste estudo possibilitariam a melhoria do processo de alocação

de água e, consequentemente, o desenvolvimento de um sistema de recursos hídricos

com maior resiliência e capacidade de adaptação.

1.3 Estruturação do trabalho

Este documento está organizado em sete capítulos além da introdução que inclui

os objetivos e a contribuição cientifica e técnica da pesquisa. No segundo capítulo

expõe-se o referencial teórico onde se apresenta uma base conceitual sobre a alocação

de água e seus mecanismos seguindo com uma breve fundamentação sobre gestão de

risco, cobrança pelo uso da água e tomada de decisão. A metodologia está exposta no

capítulo três com explicitação da situação de aplicação, da elaboração dos limiares da

compensação financeira, do método de análise da transferência de risco e da construção

do mecanismo de compensação financeira além do método da avaliação de desempenho

do sistema e da construção do modelo conceitual da incorporação do mecanismo

financeiro a cobrança pelo uso da água. No capítulo seguinte, tem-se apresentação do

sistema de alocação de água para o modelo agregado com a explicitação da operação do

reservatório e dos métodos de alocação bem como, os resultados oriundos desse

modelo. O capítulo cinco expõe a aplicação do mecanismo financeiro ao modelo

desagregado levando em consideração as definições realizadas para o modelo agregado.

No capítulo seis apresenta-se um modelo conceitual para implementar o mecanismo de

compensação com parcela da cobrança pelo uso da água. Enquanto que, nos capítulos

sete e oito têm-se as conclusões e as referências bibliográficas, respectivamente. Como

capítulos extras, têm-se os apêndices em que é possível visualizar os índices construídos

neste estudo bem como, os anexos em que se expõe a descrição de alguns modelos de

tarifação de água bruta.

17

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Os conceitos apresentados buscam fundamentar a pesquisa e familiarizar o leitor

com o campo de estudo bem como, construir uma base conceitual que embasasse os

aspectos metodológicos. Este capítulo está dividido em quatro seções, são elas: (i)

alocação de água; (ii) gestão de risco; (iii) cobrança pelo uso da água; e (iv) tomada de

decisão.

2.1 Alocação de Água

A alocação de água configura-se como uma tomada de decisão no

gerenciamento de recursos hídricos e se refere às regras e aos procedimentos por meio

dos quais a distribuição da água é decidida para uso individual ou coletivo, em relação à

sua disponibilidade (ROA-GARCÍA, 2014). É um processo que, em muitas vezes, tende

a ser marcado por conflitos em virtude da escassez do próprio recurso (em termos de

quantidade, qualidade, tempo de disponibilidade ou confiabilidade), que gera, muitas

vezes, o desequilíbrio entre a oferta e a demanda.

Ela pode ocorrer de quatro formas: i) alocação entre usos ou intersetorial; ii)

entre usuários ou intrasetorial; iii) intertemporal que estabelece a relação entre a

alocação de curto prazo (enquanto a oferta é fixa) com o futuro próximo (intersazonal

ou interanual) e deste com o futuro mais longínquo; iv) a alocação inter-regional ou

interespacial (SOUZA FILHO, 2005).

No processo de alocação de água, inicialmente, é realizado o desenvolvimento

de infraestrutura hídrica e a definição do planejamento é, portanto, como essa

infraestrutura será utilizada. Ao longo do tempo, a demanda hídrica pode torna-se

superior ao total disponibilizado, mesmo com a nova infraestrutura. Além disso, uma

consciência ambiental cresce, e vislumbra-se uma maior restrição na disponibilidade

hídrica (SPEED et al., 2013). Sob essas circunstâncias, as crises econômicas e

ambientais podem ocorrer e o planejamento da alocação passa a ter um novo contexto

que inclui a gestão da demanda e dos conflitos.

A gestão da demanda envolve todas as ações relacionadas aos usos econômicos

e sociais da água e à sustentabilidade ambiental. Aspectos como a conservação da água

(uso racional) e a flexibilidade dos usos são dimensões relevantes dessa gestão. Essa

gestão é realizada por intermédio de instrumentos como a outorga e a cobrança. A

18

gestão de conflito pelos usos da água tem sua necessidade em decorrência da escassez

relativa dos recursos hídricos que gera disputas de interesses que necessitam ser

administrados.

A abordagem sistêmica da alocação envolve significativa análise econômica,

social, ambiental e avaliação de compensação entre usos competitivos. Assim, conforme

Speed et al. (2013), um moderno processo de alocação de água é um exercício

socioeconômico com base na hidrologia e na engenharia.

Segundo Souza Filho (2007), essa nova abordagem possui uma dimensão natural

(na disponibilidade hídrica e sustentabilidade dos ecossistemas), econômica (como

insumo na produção), sociológica (no conflito entre os grupos sociais e regiões),

jurídico-institucional (no direito de uso) e de política de desenvolvimento. E sua

tomada de decisão é subsidiada pela aplicação de diferentes mecanismos que afetam, de

forma diferenciada, os usuários de água.

2.1.1 Mecanismos de alocação de água

Basicamente, a alocação de água pode ser realizada por meio de quatro

mecanismos: i) mecanismo administrativo; ii) preço baseado no custo marginal; iii)

mercado da água e iv) conferência de consenso (DINNAR, 1997).

No mecanismo administrativo, o Poder Público é o responsável pelo

gerenciamento dos recursos hídricos, definindo os volumes a serem utilizados, assim

como sua distribuição entre os usuários do sistema. Esse é o mecanismo mais praticado

ao longo dos anos em diversos países devido às características especiais da água que

levam a falhas de mercado (WORLD BANK, 1993). Tem como fundamento o

mecanismo de comando-e-controle que tem, como base, a distribuição de cotas do bem

para os usuários, estabelecendo um sistema de direitos de uso.

No Brasil, a outorga de uso da água é o mecanismo administrativo que garante o

direito de uso da água, por um prazo determinado, nas condições expressas pela Política

Nacional dos Recursos Hídricos. Conforme o Artigo 11 da Lei 9.433 de 1997, “o

regime de outorga de direitos de uso de recursos hídricos tem como objetivos assegurar

o controle quantitativo e qualitativo dos usos da água e o efetivo exercício dos direitos

de acesso à água” Desse modo, a outorga é uma autorização de uso pelo qual o Poder

Público atribui a utilização exclusiva de um bem de seu domínio a um particular, para

que o explore segundo sua destinação especifica (AQUINO et al., 2013).

19

Conforme Dinnar (1997), o mecanismo do preço baseado no custo marginal da

última unidade de água suprida pressupõe que o preço e o custo marginal sejam iguais.

Com isso, a alocação é economicamente eficiente evitando a tendência de subvaloração

dos recursos. Considerando que o custo marginal variará com o tempo de avaliação e

com a demanda, sua aplicação torna-se difícil.

Os mercados de água fazem parte de uma mudança de paradigma das políticas

de água de muitos locais no Chile e nos Estados Unidos. A sua implementação tem sido

promovida por importantes organizações internacionais como a Organizações das

Nações Unidas, o Banco Mundial e a Organização para a Cooperação e

Desenvolvimento Econômico (LE QUESNE et al, 2007).

A alocação via mercado tem por objetivo realocar água de usuários com menor

capacidade de pagamento para usuários com maior capacidade de pagamento por curtos

períodos, em anos de escassez, ou por longo prazo. Algumas vezes, o mercado requer

intervenção ou controle estatal a fim de criar condições satisfatórias à sua ocorrência

(DINNAR, 1997).

De acordo com Le Quesne et al. (2007), há uma grande variedade de mercados

de água. Dentre eles têm-se os mercados de água abertos e os mercados locais:

a) Mercados de água abertos – Nele, os direitos de água são negociados em

um mercado livre, em geral, sem interferência ou controle administrativo;

Eles se aproximam da venda de outros produtos e serviços na economia de

mercado como, por exemplo, a venda de terras;

b) Mercados locais – São utilizados para negociar a água temporariamente,

sendo importantes para permitir a flexibilidade nos sistemas de recursos

hídricos. Esse é o tipo mais comum de mercado de água.

Campos et al. (2002) relatam a existência de três condições necessárias para

aplicação do mercado de água:

i. A legislação deve permitir ao titular do uso o direito de transferi-lo;

ii. Os sistemas hídricos devem ser organizados, permitindo-se a alocação e

realocação e exercendo o controle por meio da outorga;

iii. As transferências permanentes devem ser informadas e avaliadas pelo

órgão gestor, que deverá emitir nova outorga para o novo usuário.

A conferência de consensos consiste na negociação política do uso da água entre

a sociedade civil, usuários e poder público. Esse mecanismo incorpora dois conceitos

base: i) a arbitragem de conflito como forma de integração social e ii) a ampliação da

20

democracia no interior da sociedade, como forma de gerenciamento de conflitos. Esses

dois conceitos são a base sociológica que legitima esse mecanismo de alocação de

recursos (DINNAR, 1997).

Na literatura, existem outras categorizações de mecanismos de alocação. Por

exemplo, Sales (1999) enuncia três tipos racionais de modelos de alocação de água:

centralismo administrativo, mercado de água e alocação via negociação. O fundamental

é que os tomadores de decisão, além de terem acesso aos diversos mecanismos

existentes, possam adaptá-los à realidade de cada local e aos objetivos da política de

recursos hídricos desenvolvida nele.

2.1.2 Economia e alocação de água

A integração entre aspectos hidrológicos e a economia tem ocorrido, em geral,

por intermédio do desenvolvimento de modelos hidroeconômicos. Esses modelos

assentam-se sobre uma plataforma conceitual (GISSER; MERCADO, 1972; NOEL et

al. 1980) em que a água é alocada e gerida de forma a maximizar benefícios derivados

de curvas econômicas de demanda de água.

A demanda pode ser definida como a quantidade de certo bem ou serviço que os

consumidores desejam adquirir em determinado período de tempo. Essa procura

depende de variáveis que influenciam a escolha do consumidor, são elas: o preço do

bem ou serviço, o preço dos outros bens, a renda do consumidor e o gosto ou

preferência do indivíduo. Para se estudar a influência isolada dessas variáveis, utiliza-se

a hipótese do coeteris paribus, ou seja, considera-se cada uma dessas variáveis afetando

separadamente as decisões do consumidor (TAVARES; GIMENES, 2012).

De acordo com a teoria elementar da demanda, a quantidade demandada de certo

bem ou serviço varia inversamente a seu preço, permanecendo constantes a renda

disponível do consumidor e o preço dos demais bens (coeteris paribus). Assim, toda vez

que o preço do bem sobe, a quantidade demandada cai, e vice-versa. Na Figura 01, cada

ponto da curva de demanda representa a quantidade total de bens ou serviços que os

consumidores decidiram comprar a um determinado preço.

Harou et al. (2009) expõem que a curva de demanda de água representa a

disposição a pagar do consumidor para diferentes quantidades de água. A disposição a

pagar está essencialmente relacionada com as preferências dos consumidores.

21

Figura 1 - Curva de demanda de um bem x em condições coeteris paribus.

Fonte: Elaboração própria.

Com a curva de demanda, é possível quantificar o valor de mercado (ABDE na

Figura 2) e o excedente do consumidor (BCD na Figura 2), ou o utilitário adicional

adquirido pelos consumidores acima do preço pago. Na Figura 2, o eixo y é o preço

unitário e o eixo x é a quantidade de água disponível. A inclinação da curva indica o

quanto um indivíduo está disposto a pagar por cada unidade extra do produto, ou seja, o

benefício marginal.

Figura 2 - Representação de uma curva de demanda de água

Fonte: Adaptado de Bear et al. 1964 apud Harou et al. 2009.

A soma do valor de mercado com o excedente do consumidor representa os

benefícios econômicos brutos da alocação de água que podem ser obtidos integrando a

curva de demanda de água (Figura 3). A função de benefício gerada com essa

22

integração apresenta retornos marginais decrescentes, isto é, a taxa de benefício diminui

à medida que aumenta a quantidade de água.

Figura 3 - Relação entre a curva de demanda e os benefícios econômicos.

Fonte: Adaptado de Bear et al. 1964 apud Harou et al. 2009.

A teoria elementar da demanda parte do princípio de que quanto maior for o

preço do bem, menos unidades serão compradas, por duas razões importantes: porque

isso aumenta o custo do consumo e o seu custo de oportunidade.

Para Hall e Liberman (2003), o conceito de custo de oportunidade é usado para

se referir ao valor de um recurso em seu melhor uso alternativo, isto é, refere-se ao valor

da melhor alternativa sacrificada quando da prática de outra ação. Para um indivíduo,

ele decorre da escassez de tempo ou dinheiro. Para a sociedade, ele surge da escassez

dos recursos sociais.

Na alocação de água, considera-se em termos de uma mudança na margem, ou

seja, o custo marginal de oportunidade, porque as decisões de gestão geralmente

implicam mudanças relativamente pequenas no uso dos recursos hídricos (FAO, 2004).

23

Conforme a FAO (2004), o custo de oportunidade marginal é uma ferramenta

importante e útil para conceituar e medir os efeitos físicos do esgotamento de recursos e

a degradação em termos econômicos. Ele busca medir o custo social total de uma

opção/ação ou política que emprega um recurso natural como a água. Assim, ele

compõe-se dos custos econômicos diretos de captação de água (tais como os custos de

mão-de- obra, equipamento) e dos custos externos que surgem a partir do uso da água.

No contexto da economia da alocação de água, um conceito relevante é o de

escassez de água, isto é, quando a demanda excede a oferta hídrica. Isto porque quando

a água é um recurso escasso, ela deve ser gerida e distribuída de forma eficiente, no

sentido econômico. Para Moraes et al. (2009), além de uma alocação de água eficiente,

é necessário distribuir o bem-estar entre todos os indivíduos e assegurar a

sustentabilidade do recurso.

Dessa forma, a alocação de água deve ser realizada para cumprir alguns

objetivos globais que podem ou não estar explícitos na legislação. Esses objetivos, que

giram em torno dos pilares do desenvolvimento sustentável (LAYRARGUES, 1997),

são: equidade, eficiência econômica e sustentabilidade.

2.1.2.1 Eficiência econômica

A eficiência econômica pode ser dividida em dois componentes: eficiência

produtiva e eficiência alocativa. O primeiro componente envolve a organização da

produção para obter seu valor máximo com todos os recursos disponíveis (HALL;

LIEBERMAN, 2003). A eficiência alocativa, foco desta seção, explora todas as

possibilidades de ganhos entre agentes sociais e econômicos por intermédio de trocas de

bens e serviços.

Uma alocação economicamente eficiente da água é desejável na medida em que

maximiza o bem-estar que a sociedade obtém dos recursos hídricos disponíveis. Bem-

estar, nesse contexto, refere-se ao bem-estar econômico da sociedade e é determinado

pelo bem-estar agregado dos usuários de água (FAO, 2004).

Um critério utilizado na economia para julgar se a alocação do recurso é ou não

eficiente é o ótimo de Pareto. Ele foi originalmente concebido como um critério de

avaliação do bem-estar social. A aplicação do seu conceito inaugurou uma nova linha de

pensamento e desencadeou importantes mudanças no estudo da economia. Ele enuncia

que o bem-estar máximo de uma sociedade é alcançado quando não existir outro estado

24

tal que seja possível aumentar o bem-estar de um indivíduo sem diminuir o bem-estar

de outro (GARCIA, 1996). Ou seja, a alocação eficiente será aquela quando não existir

mais trocas que possam aumentar o ganho de utilidade de um usuário sem diminuir a

utilidade do outro (PINDYCK e RUBINFELD, 2005).

Ao longo dos anos, o conceito de Ótimo de Pareto foi ampliado, mudando sua

perspectiva de análise e passou a ser denominado de “Pareto Potencial" ou critério de

Kaldor-Hicks. Esse critério diz que uma mudança na alocação é considerada desejável

se aqueles indivíduos que ganham com a mudança puderem compensar aqueles que

perdem e ainda ser melhor do que eram anteriormente (FAO, 2004).

O critério de Kaldor-Hicks, diferentemente do “ótimo de Pareto”, possibilita a

existência de prejudicados, contudo é imprescindível que os ganhos sejam maiores que

as perdas e aqueles “perdedores” tenham a possibilidade de serem compensados

suficientemente pelas perdas, mesmo que efetivamente não o sejam (POMPEU, 2013).

Assim, esse critério aumenta a utilidade prática do conceito de eficiência de Pareto,

viabilizando a sua aplicação ao caso concreto com o uso do princípio da compensação.

Souza Filho (2005) ilustra graficamente a distinção entre o critério de Pareto e

de Kaldor-Hicks (Figura 4) no contexto da alocação de água. Ele supõe uma posição

inicial (ou um ponto de desacordo) entre dois usuários de água: Ponto1 na Figura 4. O

segmento de curva A-B mostra o conjunto das soluções de compromisso que satisfazem

a eficiência de Pareto. O Ponto 3 é uma solução de compromisso que satisfaz a condição

de eficiência de Pareto, onde se consegue melhorar a situação dos agentes sem piorar a

situação de nenhum deles com relação à situação inicial Ponto 1. Observe que o Ponto 2

não satisfaz a condição de eficiência de Pareto, pois o agente 1 fica com condição pior

que na situação inicial. Este ponto 2, porém, é um ótimo de Kaldor-Hicks, pois o

usuário 2 ganharia seis (6) unidades e o usuário 1 perderia uma (1) unidade, podendo o

usuário 2 compensar o usuário1 por sua perda e, ainda ficar em situação melhor. O

ponto 2 também é uma melhoria de Kaldor-Hicks com relação ao ponto 3.

O princípio da compensação de Kaldor-Hicks também é base para a análise de

benefício/custo que, é rotineiramente aplicada para orientar ações e investimentos

públicos. Nessa análise, os benefícios englobam tudo o que representa aumento de bem-

estar e os custos corresponde a tudo que o reduz (ROCHA; CASTRO, 2009).

Outro critério de eficiência econômica é a Melhoria de Marshall. Essa melhoria

ocorre quando o valor líquido do benefício da mudança é positivo, isto é, o valor ganho

com a troca é maior que o valor perdido na mesma.

25

Figura 4 - Critérios de Eficiência Econômica de Pareto e Kaldor-Hicks.

Fonte: Souza Filho (2005).

Para Johanson et al. (2002), a alocação eficiente de recursos hídricos é a que

maximiza o benefício social líquido usando as tecnologias e o suprimento de água

existente. Em curto prazo, a alocação eficiente maximiza benefícios líquidos sobre

custos variáveis e resulta na equalização do benefício marginal para o uso dos recursos

entre os setores de forma a maximizar o bem-estar social,

Porém, apesar de a eficiência econômica ser um fator importante, há outros

critérios que os tomadores de decisão também precisam considerar tais como, a

distribuição de custos e benefícios em toda a sociedade (equidade) e a sustentabilidade.

2.1.2.2 Equidade

A equidade trata como a riqueza é distribuída na sociedade ou, mais

especificamente, como se dá uma alocação justa entre os diferenciados setores usuários.

Na alocação de recursos escassos, duas teorias da justiça oferecem perspectivas

úteis, são elas: a justiça distributiva e a justiça processual. A primeira tem por objetivo

responder à questão de como a sociedade ou um grupo poderia alocar recursos escassos

ou produtos entre indivíduos com necessidades ou reivindicações diferentes (SOUZA

FILHO, 2005); a justiça processual aborda as regras de tomada de decisão utilizadas

para determinar os resultados da distribuição (JOST; KAY, 2010).

26

A justiça distributiva para recursos prioritários, como a água, mostra que as

sociedades priorizam alguns critérios de consideração da justiça, tais como a

maximização da utilidade e a distribuição igualitária. Estes critérios foram

desenvolvidos na Teoria da Justiça Utilitarista de Jeremy Bentham (1789) e na Teoria

da Justiça de John Rawls (1971 e 2002).

Jeremy Bentham construiu o critério da Utilidade a partir da constatação de que

as ações humanas são determinadas positivamente pela busca do prazer e negativamente

pela fuga da dor. Além de considerar que o interesse comum é a soma dos anseios dos

indivíduos que compõem o agrupamento social (ROSA, 2010).

Com isso, ele define que as escolhas sociais são construídas a partir de utilidades

(felicidades e tristezas) individuais numa escala de utilidades sociais; construção

realizada através da agregação dessas utilidades individuais. Esta agregação, por sua

vez, pressupõe a comparação das utilidades (necessidades, gostos ou vontades) entre os

indivíduos (SOUZA FILHO, 2005). Assim, a distribuição eticamente correta de

recursos escassos para os utilitaristas é aquela que eleva ao máximo o grau de satisfação

dos beneficiários.

Entretanto, com o surgimento da economia neoclássica, abandona-se a tentativa

de medir diretamente o bem-estar social por meio da felicidade ou utilidade e adota-se o

conceito de preferência. Nesse contexto, o critério de equidade é formulado como o

critério de Kaldor-Hicks ou potencial de Pareto (descrito no item anterior). Com base

nesse critério, para alcançar a equidade, deve-se adotar uma política que aumente o

bem-estar dos beneficiados em um montante superior à perda dos prejudicados

(MARTINEZ, 2009). Em um sistema econômico, o critério de eficiência de Marshall ou

Kaldor-Hicks, pode ser igualmente definido com a maximização do benefício líquido.

John Rawls, em 1971, reuniu uma série de conceitos de várias origens, inclusive

do utilitarismo, e lançou a Teoria da Justiça com Equidade. Segundo Oliveira e Alves

(2010), essa teoria não propõe a eliminação das diferenças em uma sociedade

injustamente desigual, mas apresenta-se como uma referência na busca de uma ordem

social mais justa, ou seja, capaz de articular as diferenças, amenizar as desigualdades e

priorizar os anseios dos menos favorecidos. Para Souza Filho (2005), a justiça de Rawls

estabelece que possa haver desigualdades entre os agentes desde que a desigualdade na

alocação sirva para melhorar as condições do setor mais desfavorecido pela mesma.

Os principais conceitos utilizados por Rawls nessa teoria são: o estado da natureza

da situação imaginária; o conceito de pacto ou de contrato (para escapar à barbárie, a

27

humanidade teve de estabelecer um acordo político-social); a noção de “véu de

ignorância” dos agentes que abstraem tudo que não seja o conhecimento imediatamente

disponível, inclusive as condições econômicas, políticas e sociais e as antevisões sobre

o futuro; e a concepção de que os agentes racionais decidem de acordo com os seus

interesses, advinda do utilitarismo (THIRY-CHERQUES, 2011).

Com esses conceitos, Rawls postula que a justiça com equidade provém de um

acordo celebrado por aqueles comprometidos com ela. Esse acordo deve ser válido do

ponto de vista da justiça política. Essas condições devem situar, de modo equitativo, as

pessoas e não deve permitir que alguns tenham posição de negociação mais vantajosa

que a de outros.

Pode-se dizer que a teoria de Rawls concentra-se na busca de princípios de

justiça aplicáveis aos membros de uma sociedade e suas principais instituições. Assim,

por mais eficientes e organizadas que sejam as instituições sociais e suas normas, se

estas não promovem ações justas nos relacionamentos entre esses membros, tais

instituições e normas devem ser reformuladas ou, até mesmo, substituídas por outras

que, de forma mais eficiente, busquem promover a justiça.

2.1.2.3 Sustentabilidade

De acordo com Castello (2007), a noção mais remota de sustentabilidade é

encontrada no contexto da exploração pesqueira. Nesse contexto, a sustentabilidade está

associada ao objetivo maior da administração pesqueira que é obter o rendimento

máximo (ou captura máxima) sustentável. Esse rendimento consiste na quantidade

máxima de capturas que se pode retirar de uma unidade populacional de peixes ao longo

dos anos sem colocar em risco a sua capacidade de regeneração no futuro

Como adjetivo de desenvolvimento, o conceito de sustentabilidade surgiu em

face da percepção de uma crise ambiental global causada pelo incessante padrão de

crescimento a produção e do consumo nos países ricos (NASCIMENTO, 2012).

Na dimensão política, três fatos marcaram e difundiram o termo sustentabilidade

como adjetivo de desenvolvimento são eles: a publicação do relatório The Limits of

Growth pelo Clube de Roma em 1972, a Conferência de Estocolmo na Suécia em 1972 e

a publicação do relatório de Brundtland pela Comissão Mundial sobre o Meio Ambiente

e Desenvolvimento – CMMAD em 1987.

28

Entretanto, as bases para colocar em prática o conceito de desenvolvimento

sustentável só foram apresentadas na Agenda 211, documento aprovado na Conferência

das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento – CNUMAD, ocorrida

em 1992 no Rio de Janeiro. Essa agenda fez ressurgir, no plano internacional, a

necessidade do planejamento estratégico, descentralizado e participativo, em oposição

ao modelo de desenvolvimento econômico atual, considerado injusto socialmente e

perdulário do ponto de vista ambiental (MORAES, 2008).

Segundo Isaias (2008), o termo sustentabilidade não significa um estágio

harmônico fixo, mas um processo de mudança no qual a exploração dos recursos, a

direção dos investimentos, a orientação do desenvolvimento tecnológico e as mudanças

institucionais sejam consistentes tanto com as necessidades presentes quanto com as

futuras. Dessa forma, ele deve ser considerado e alicerçado sob uma ótica

multidisciplinar, a fim de que aperfeiçoe os estudos e as avaliações do processo de

desenvolvimento de algo ou alguma coisa, segundo dimensões diferentes e

interdependentes.

De acordo com Sepúlveda e Edwards (1997), o tratamento multidimensional da

sustentabilidade é apenas o reflexo da complexa realidade do sistema e de cada um de

seus componentes. Nesse mesmo contexto, Carmo (2003) diz que o relevante é

descobrir as melhores inter-relações entre as dimensões, visto que as realidades e os

sistemas são dinâmicos.

Em recursos hídricos, o alcance da sustentabilidade exige que a água seja usada

e alocada de forma que os sistemas hídricos mantenham-se dentro de sua capacidade de

regeneração, a fim de manter os ecossistemas e suas funções (ROA-GÁRCIA, 2014).

Para isso, faz-se necessária a adoção de estratégias de conservação de água tendo em

vista a garantia de atendimento das necessidades das gerações presentes, sem comprometer

as das gerações futuras. A conservação da água refere-se a todas as políticas e medidas

de gestão ou práticas do usuário que visam a conservar e combater a degradação dos

recursos hídricos. Assim, ela envolve, de forma integrada, gestão, tecnologia, educação

e economia.

1 A “Agenda 21” foi elaborada como um plano de ação estratégica para o desenvolvimento sustentável.

Apresenta‐se como um instrumento que visa a identificar atores, parceiros e metodologias para a obtenção

de consensos e os mecanismos institucionais necessários para sua implementação e o seu monitoramento

(DAMASCENO, 2009).

29

A sustentabilidade de um sistema pode ser medida por meio de indicadores os

quais devem considerar a premissa segundo a qual cada sistema co-evolui de forma

diferente dentro da relação Natureza-Sociedade. Hashimoto et al. (1982) propuseram

que a sustentabilidade dos sistemas hídricos fosse avaliada em relação ao risco de

colapso através de três indicadores: confiabilidade, resiliência e vulnerabilidade.

O primeiro indicador mede a percentagem do tempo em que o sistema funciona

sem falhas. A resiliência irá medir o tempo que um sistema irá se recuperar de uma

falha, caso ela venha a ocorrer. Algumas implicações podem advir ao sistema caso

ocorram falhas prolongadas com uma recuperação lenta, desejando-se que o sistema

retorne a um estado satisfatório o quão rápido. Enquanto que a vulnerabilidade mede a

severidade das falhas (déficit de atendimento a uma determinada demanda) a que o

sistema está sujeito.

Nesse contexto, em síntese, a sustentabilidade hídrica remete à necessidade de

uma governança2 do recurso e de ações e/ou estratégias de gestão de risco.

Vale lembrar que a conservação de água não deve ser implementada apenas em

tempos de escassez, já que ela é importante para diminuir o estresse que a sociedade

impõe sobre os recursos hídricos e ajudar o sistema de gestão a ser mais flexível.

2.2 Gestão de Risco

2.2.1 O risco e o seu gerenciamento

O risco tem sido percebido pelo homem há muitos séculos e, desde o

aparecimento do seu conceito, estudiosos têm procurado várias maneiras de mitigá-lo,

seja por transferência ou por compartilhamento.

Devido à amplitude deste conceito, muitas vezes, risco e incerteza foram citados

como sinônimos. No entanto, fazer a devida distinção é importante para uma gestão

efetiva do risco. Segundo Knight (1921), risco é a aleatoriedade mensurável dos eventos

futuros, ou seja, pode ser usada alguma função de distribuição de probabilidade capaz

2 A governança (Dietz et al., 2003; Folke et al., 2005) refere-se ao contexto político e social, que são

parte da gestão dos recursos naturais. Lebel et al. (2006) consideram a Participação e Deliberação como

atributos relevantes para uma boa governança. A participação facilita a interação entre os agentes e a

deliberação permite o intercâmbio de conhecimentos e informações sem a necessidade de atingir a um

consenso.

30

de descrever o valor dos eventos futuros. Já a incerteza, para o mesmo autor, é a

aleatoriedade não mensurável dos eventos futuros.

Na hidrologia, risco corresponde à probabilidade ou possibilidade de ocorrência

de eventos, fatos ou resultados indesejáveis (VIEIRA, 2005). Enquanto que, na teoria da

decisão, o risco deve incluir tanto a probabilidade de ocorrência quanto as

consequências desse evento. Com isso, a probabilidade de um grande terremoto pode

ser pequena, mas, os danos tão catastróficos que o evento poderia ser classificado como

de alto risco (DAMODARAN, 2009).

Devido ao fato de os conceitos de risco estarem intimamente ligados à ideia de

probabilidade, a maneira de mensurá-lo, segundo o mesmo autor, evoluiu de acordo

com os avanços no campo da Estatística e da Economia, bem como, da disponibilidade

de dados. O Quadro 1 expõe as principais evoluções da quantificação do risco ao longo

do tempo.

Para Almeida (2011), os riscos podem ser classificados, conforme a sua natureza

e consequências em seis classes: riscos individuais, riscos sociais ou públicos, riscos de

segurança, riscos de saúde, riscos ambientais e riscos de gestão.

Dwyer et al. (2004) afirmam que o risco depende de três elementos: o perigo, a

vulnerabilidade e a exposição. Para o mesmo autor, essa relação é proporcional, ou seja,

se um destes elementos aumentar ou diminuir então, o risco aumenta ou diminui,

respectivamente.

O risco também depende dos processos de decisão e esses só podem ser

realizados no presente. Além disso, ninguém consegue conhecer mais do que uma

pequena fração dos riscos que se encontram em seu redor (AREOSA, 2008), pois, no

limite, sempre haverá alguma incerteza em todos os eventos práticos e a sociedade será

incapaz de mensurar precisamente todos os efeitos que afetam os eventos futuros

(KNIGHT, 1921). Assim, a visão dos atores sociais sobre os riscos aos quais estão

sujeitos é sempre parcial ou incompleta.

Dessa forma, a percepção do risco está relacionada com o comportamento dos

agentes expostos a ele. Segundo Gitman (2004), são três os comportamentos básicos em

relação ao risco: indiferença, propensão e aversão. No caso de indiferença, não haveria

nenhuma variação de retorno exigida em razão de uma variação nos níveis de risco. Em

uma situação de propensão a risco, o agente estaria disposto a assumir até mesmo um

retorno menor correlacionado a um risco maior. Em um comportamento de aversão ao

risco, o agente exige um retorno mais alto em função da elevação do risco.

31

Quadro 1 - Evolução das medidas de risco.

Período Principal evento Medida do risco

Antes de

1494

Risco era definido como parte do destino e da

Divina Providência. A intuição ou

nenhuma

1494 Proposta do jogo de dois apostadores e do

arremesso da moeda de Luca Pacioli. Probabilidades

calculadas 1654

Pascal e Fermat resolvem o jogo de Luca Pacioli

(Base para a teoria da probabilidade)

1711 Bernoulli lança a “lei dos grandes números”.

Probabilidade

baseada em

amostras 1738

De Moivre deriva a distribuição Normal como

aproximação da Distribuição Binomial que

Gauss e Laplace aprimoram.

Século XIX Desenvolvimento dos seguros e das medidas

atuariais do risco. Perdas Esperadas

1900 Surgimento da teoria de que os preços têm

caminhos aleatórios. Variância do preço

1952 Markowitz lança as bases para a diversificação

das carteiras. Classificação dos

riscos e das ações

1960 Surgimento dos modelos de risco e retorno e da

distribuição da lei das potências. Beta dos Mercados*

1986 Surgimento dos modelos multifatoriais.

Variáveis macroeconômicas como fatores de

risco.

Betas

Macroeconômicos**

1992 Os índices são utilizados para avaliação dos

riscos. Proxies

Fonte: Adaptado de Damodaran (2009).

*Este índice mede a variação de uma ação em relação a uma carteira de mercado, perfeitamente

diversificada.

** Medida da sensibilidade de um investimento a qualquer fator macroeconômico.

De acordo com National Institute of Standards and Technology (2011), são

quatro os componentes de gestão de risco. O primeiro componente é estabelecer um

contexto de risco com o objetivo de identificar as ameaças, as vulnerabilidades e as

consequências do impacto. O segundo é avaliar o risco de acordo com o contexto

definido. O terceiro componente de gestão de risco aborda como as pessoas ou as

instituições respondem aos riscos. O último componente é monitorar o risco ao longo do

tempo.

Conforme a ISO 31000:2009 (ABNT, 2012), o processo de gestão de riscos

compõe-se de cinco componentes estruturais (Figura 5): Comunicação e consulta,

32

Estabelecimento do contexto, Avaliação do Risco, Tratamento do Risco e

Monitoramento e análise crítica. Cada um deles está descrito a seguir:

i) Comunicação e consulta - tem o intuito de esclarecer os fundamentos sobre os

quais as decisões são tomadas e as razões pelas quais ações específicas são

requeridas bem como, para identificar as diferentes percepções de risco;

ii) Estabelecimento do contexto – este item busca ajudar a organização a

articular seus objetivos dentro do ambiente que ela pretende atingir. Além disso,

a organização deverá definir os critérios a serem utilizados para avaliar a

significância do risco;

iii) Avaliação de riscos - procedimento de identificar, analisar e decidir quais

riscos devem ser gerenciados primeiro. A identificação dos riscos é a etapa em

que todos os riscos são listados, estando suas fontes sob o controle ou não da

organização. Além de identificar os riscos, é necessário considerar possíveis

causas e cenários que mostrem que consequências podem ocorrer. A análise de

riscos é a fase em que se determina a magnitude do risco por meio da

combinação das consequências e de suas probabilidades;

iv) Tratamento do risco - medidas para modificar os riscos e as formas de

implementar essas medidas. Com isso, pode-se eliminar a causa do risco e

alterar a sua probabilidade de ocorrência e seu efeito;

v) Monitoramento e análise crítica – deve ser realizado durante todo o processo

de gestão de risco a fim de que ele seja eficiente e eficaz.

Conforme World Bank (2011), a gestão deve ser planejada ex-ante para fornecer

ações que serão adotadas ex-post (por exemplo, seguro e compensação financeira).

Assim, podem ser consideradas três abordagens na gestão de risco:

• Mitigar o risco – diminuição ou limitação do impacto do adverso. Um

exemplo de estratégia para essa abordagem é a diversificação de atividades;

• Transferir o risco – está relacionada com a transferência de recursos

financeiros para o setor que adquiriu o sinistro que iria atingir outro setor;

• Lidar com o adverso - refere-se a melhorar a resiliência para suportar e

gerenciar riscos, por meio da preparação ex-ante e fazendo uso de mecanismos

formais e informais a fim de sustentar a produção e subsistência após um evento.

33

Figura 5 - Processo de Gestão de Riscos.

Fonte: ABNT (2012).

A gestão de riscos climáticos, especificamente, requer o desenvolvimento de

instrumentos e/ou estratégias que possam aumentar a resiliência do sistema. De acordo

com Holling (1996), resiliência é a capacidade intrínseca de um sistema em manter sua

integridade no decorrer do tempo, sobretudo em relação a pressões externas. A principal

característica de um sistema resiliente é sua flexibilidade e capacidade de perceber ou

eventualmente criar opções para enfrentar situações imprevistas e de risco.

No entanto, a resiliência de sistemas sócio-naturais é, em muitas situações,

dependente da capacidade das sociedades humanas envolvidas processarem no tempo

disponível todas as informações necessárias para lidar eficazmente com a dinâmica

complexa do sistema como um todo (VAN DER LEEUW; ASCHAN-LEYGONIE,

2002). Considerar a resiliência no processo de gestão dos recursos hídricos aumenta a

capacidade do sistema sócio-natural sustentar-se em face da imprevisibilidade, da

surpresa, dos riscos e da complexidade.

Para Folke et al. (2002), duas ferramentas são úteis para construir um sistema

sócio-natural resiliente: a estruturação de cenários e a gestão adaptativa. O uso de

cenários futuros ajudam a alcançar ou evitar determinados resultados na gestão de seca.

Em uma visão prospectiva, os cenários devem ser construídos de acordo com um

conjunto de princípios para que possam ser concebidos como seus instrumentos

privilegiados. Eles devem surgir de modo lógico (num encadeado de causas e efeitos)

do passado e do presente e devem ser desenvolvidos segundo linhas de raciocínio

34

corretas. Desse modo, os cenários são uma etapa de um processo que tem como objetivo

final a definição de uma estratégia robusta3 e eficaz.

A gestão adaptativa permite construir um contexto social com instituições

flexíveis e abertas de forma a aumentar a capacidade de adaptação sem excluir o

desenvolvimento. Ela é uma alternativa para orientar a ação em ambiente de complexidade

e incerteza.

Entende-se que a adaptação é um processo de mudança estrutural em um sistema

como resposta a perturbações externas, e a adaptabilidade refere-se à capacidade dos

componentes sociais do sistema sócio-ecológico influenciar e gerir a resiliência do

sistema (WALKER et al, 2004).

Cysne (2012) ressalta que a adaptação dos sistemas é um procedimento que

requer o envolvimento dos diversos setores interessados. Sendo necessário, ainda, um

entendimento das vulnerabilidades existentes entre os indivíduos e comunidades, assim

como o ambiente social, institucional, biofísico e político.

Dessa forma, para se desenvolver uma gestão adaptativa, é preciso identificar

limites e detectar qualquer crise irreversível, combinar fontes de informação e

conhecimento, desenvolver a capacidade de lidar com a incerteza e preservar a

diversidade da riqueza ecológica e social como fonte de renovação (LEBEL et al.,

2006).

2.2.2 Gestão de risco de seca

A seca é característica usual do clima e ocorre, praticamente, em todos os países,

em algum grau. Segundo Wilhite e Glantz (1985) existem basicamente quatro tipos de

seca que são: meteorológicas ou climatológicas, agrícola, hidrológica e socioeconômica.

Ao longo dos anos, diversas medidas têm sido aplicadas, desde o nível familiar

ao nível nacional, para minimizar os efeitos da seca. Segundo o Colorado Water

Conservation Board (2010), essas medidas ou ações têm sido utilizadas em situações de

emergência após a ocorrência do evento e não são contínuas, ou seja, elas são

esquecidas no período chuvoso. Nesse contexto, a seca só entra na agenda dos

3A estratégia robusta busca responder como serão alimentadas as decisões dos gestores dos recursos

hídricos ao longo do tempo e como se chegar a um desenvolvimento sustentável para que haja o uso mais

eficiente possível dos recursos hídricos (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2005). Ela interroga

sobre as escolhas possíveis e os riscos irreversíveis (GODET, 2000).

35

tomadores de decisão quando ela ocorre, depois, que ela finda, o tema sai da agenda.

Esse fato impõe ineficiências importantes nas ações relacionadas às secas.

As ações tomadas pós-seca caracterizam a abordagem reativa ou de gestão de

crise que define ações de resposta e Recuperação a serem realizadas pelos diversos

agentes sociais durante uma seca (WILHITE, 2000). Essa abordagem de gestão tem sido

criticada por cientistas e instituições como ineficiente e ineficaz devido à multiplicidade

e a complexidade dos impactos associados à seca. Além disso, a ameaça de um aumento

na frequência dos eventos extremos no futuro, os custos associados aos impactos, à

redução da qualidade das águas e à vulnerabilidade das sociedades tem contribuído para

o desenvolvimento de novas políticas de preparação a seca.

Com isso, surge um novo paradigma da gestão de seca que tem como base a

gestão de risco que prevê antes e durante a seca, ações de mitigação, preparação,

monitoramento e alerta precoce (Figura 6). De acordo com Wilhite et al, (2000), a

pergunta que divide esses dois tipos de abordagem é “o que se faz quando não há

seca”?

A gestão de risco inclui uma visão proativa com a elaboração de planos de

preparação de seca que contenham ações de curto e longo prazo e um sistema de alerta

precoce. Este plano deve ter como pilares o monitoramento e o alerta precoce (ao

contrário da gestão reativa que se baseava no monitoramento e resposta), a avaliação de

riscos e impactos e a elaboração de ações e/ou programas de preparação, mitigação e

resposta a seca. O monitoramento está associado ao uso de índices/indicadores

apropriados e ligados a impactos e gatilhos e ao desenvolvimento de um sistema de

suporte a decisão

A gestão da seca em seu sentido mais amplo deve integrar: o planejamento geral

dos sistemas de água com ações para garantir o equilíbrio entre a disponibilidade e a

procura em horizontes futuros; regras de operação dos sistemas hídricos em condições

normais e regras para cenários futuros de seca; e, estratégias de gestão e resolução de

cenários operacionais para mitigar as condições de seca (GONZÁLEZ; MORCILLO,

2007).

Planejamentos realizados corretamente e implementados durante os períodos

sem seca podem melhorar a capacidade governamental para responder de uma forma

antecipada e eficaz à escassez hídrica. Assim, o planejamento pode reduzir e, em alguns

casos, evitar impactos, minimizando o sofrimento físico e emocional. O planejamento é

um processo dinâmico e deve incorporar ambas as tecnologias tradicionais e emergentes

36

e levar em consideração as tendências socioeconômicas, agrícolas, tecnológicos e

políticos (WILHITE, 1996).

Figura 6 - Planejamento de seca na visão da gestão de risco.

Fonte: Wilhite et al, (2000).

Uma das ferramentas do planejamento na gestão de seca é a estruturação de

cenários futuros associados a modelos de previsão climática, pois eles permitem

visualizar os padrões de variabilidade climática (SOUZA FILHO; PORTO, 2003) e

identificar os riscos associados ao clima.

2.2.3 Previsão Climática

A variabilidade climática corresponde à variações no estado médio do clima nas

escalas temporais e espaciais além de eventos climáticos individuais (USAID, 2007). A

variabilidade temporal pode ocorrer em diversos padrões, como a variabilidade

climática decadal, interanual e sazonal e pode gerar impactos significativos nas

atividades humanas (ALVES, 2012).

A variabilidade sazonal determina o ciclo de ocorrência dos períodos úmidos e

secos no qual a população procura conviver (TUCCI, 2002). A variabilidade interanual

está associada a processos geofísicos (oceânicos e atmosféricos) em escala planetária

que condicionam, regionalmente, a variabilidade hidrológica. Enquanto que a

variabilidade climática decadal consiste em modos plurianuais de variação em que se

37

têm longos períodos de anos secos, seguidos de outros tantos mais úmidos. A

compreensão desse padrão é decisiva para entender como a sociedade pode suportar as

alterações nos sistemas hídricos (SOUZA FILHO, 2007).

Dessa forma, o entendimento das causas da variabilidade climática e a previsão

delas são fatores de extrema importância na gestão do risco climático e no planejamento

de atividades humanas, como a agricultura e a geração de energia elétrica. Conhecendo

se essa variabilidade, é possível avaliar a probabilidade de ocorrência de fenômenos

como enchentes e secas, que afetam de maneira substancial a economia brasileira

(FERNANDES, 2012).

As previsões climáticas realizadas com um adequado grau de precisão

proporcionam aos tomadores de decisão e governos a possibilidade de antecipar e

planejar inteligentemente futuras ações dirigidas a setores de atividades

socioeconômicas e à sociedade como um todo (DINIZ et al, 2006).

Além disso, a previsão busca minimizar o erro da utilização da série histórica

(clima) tanto na estimativa do valor esperado, como na redução da dispersão dos dados

utilizados para a construção dos cenários futuros (SOUZA FILHO, 2005). De acordo

com Bernadi (1996), a qualidade de uma previsão climática é baseada em três fatores:

• confiabilidade, para medir a qualidade com base na taxa de sucesso de

predição;

• precisão, que detalha a previsão do ponto de vista quantitativo, escala

geográfica e temporal;

• clareza, que expressa à relação entre informação e sua correta interpretação

pelos usuários.

As previsões climáticas têm sido realizadas com modelos dinâmicos e

estatísticos. Os modelos dinâmicos são representações matemáticas dos processos

físicos que permitem simular as distribuições de umidade e energia sobre todo o globo.

Eles são chamados de Modelos de Circulação Geral da Atmosfera e têm sido

desenvolvidos desde a década de 1950 e explorados como ferramentas para previsão do

clima desde a década de 1980 (GUETTER, 1998).

Os modelos estatísticos estabelecem relações estatisticamente significativas

entre variáveis como precipitação e temperatura da superfície do mar em áreas

continentais com preditores locais e remotos. Os primeiros correspondem aos estados

antecedentes da variável enquanto que, os preditores remotos normalmente

correspondem às temperaturas em áreas do oceano, anomalias de pressão atmosférica ou

38

altura geopotencial em outras áreas que não sejam o local da previsão (GUETTER,

1998).

Os métodos dinâmicos e estatísticos também servem para desenvolver previsões

de vazão de longo alcance que podem ser usadas para minimizar o impacto das

incertezas do clima sobre os recursos hídricos (RIBEIRO, 2011). A estimativa da vazão

com antecedência é baseada na simulação de modelos atmosféricos e hidrológicos. Essa

estimativa é utilizada em modelos de operação de reservatórios e são importantes para

elaborar, antecipadamente, medidas preventivas contra o risco previsto.

Souza Filho e Lall (2003) desenvolveram uma abordagem semi-paramétrica para

previsão de vazões na região Nordeste do Brasil. A estratégia utilizada pelos autores

considera previsões estatísticas de vazões anuais ou sazonais e sua desagregação mensal

ou de fluxos de resolução superior, usando o método do K-vizinho mais próximo para

reamostragem da aproximação, que mantém a consistência de espaço e tempo em

diferentes locais e subperíodos.

Embora, durantes anos, os mecanismos de previsão climática e de vazão tenham

melhorado, ajudando a reduzir as fatalidades, a elaboração de estratégias de gestão ao

risco climático requer a integração de instrumentos de proteção ao risco às informações

climáticas e ao aparato institucional. Isso porque existe um custo social associado ao

uso dos recursos hídricos que não é contabilizado e que tem influência na alocação

eficiente entre os diversos usuários.

2.2.4 Mecanismos de proteção ao risco

A proteção contra o risco é um componente da gestão do risco estratégica. Por

meio dela, é possível recompensar os agentes sociais pelos riscos a que eles foram

expostos ou a que decidiram expor-se. Essa proteção não é realizada com a eliminação

do risco, ao contrário, ocorre por intermédio da transferência do risco.

Atualmente, na gestão de riscos climáticos, tem-se utilizado três instrumentos de

proteção: i) os seguros tradicionais, ii) os seguros indexados e iii) os derivativos

climáticos.

Os seguros tradicionais são construídos para proteger o agente social e

econômico contra as perdas. Já o seguro indexado é projetado usando um índice (por

exemplo, precipitação e vazão afluente) que serve como proxy para perdas, eliminando

a necessidade de avaliar as perdas individuais (SKEES; COLLIER, 2008).

39

Os derivativos vêm sendo utilizados há muitos séculos, mas, só foram aplicados

para proteção aos riscos climáticos no século final do século XX, entretanto, eles

sempre estiveram disponíveis a poucas empresas e com altos custos.

De acordo com Campbell e Diebold (2005), os derivativos climáticos constituem

um novo e fascinante tipo de título financeiro que propicia pagamentos predeterminados

se um evento climático pré-especificado ocorrer. Diferentemente dos seguros

indexados, esses instrumentos são estruturados para auxiliar empresas a protegerem-se

contra eventos que não são extremos (JEWSON; BRIX; ZIEHMAN, 2005).

A seguir será apresentada uma descrição mais consistente desses instrumentos

de proteção ao risco.

2.2.4.1 Seguros tradicionais

O seguro é um dos instrumentos mais antigos para lidar com eventos

incontroláveis, de maneira a reduzir as incertezas e os riscos presentes no cenário real.

Em alguns casos, a probabilidade de perda ou dano não pode ser reduzida, com isso o

seguro é uma das formas mais eficientes para transferência de riscos. Além disso, ele

pode ser visto como uma estratégia de adaptação aos impactos do clima.

O debate sobre o uso dos seguros para gerir o risco climático iniciou no setor de

agricultura nos Estados Unidos, nos anos de 1920, e cresceu após as secas de 1934 e

1936. Em outros países, o seguro contra os riscos climáticos também foi implantado

para as atividades agrícolas. No Japão, o seguro agrícola iniciou-se em 1939, na Índia,

em 1947, no Sri Lanka, em 1958, na Suécia, em 1961, e no México, em 1964. No

Canadá, em 1964, a lei de seguro foi alterada para a criação de um fundo de resseguro,

que aumentava a participação do agricultor no financiamento do programa

(FERREIRA; FERREIRA, 2009).

No Brasil, em 1939, foi criado o Instituto de Resseguros do Brasil (IRB),

responsável pelas operações de resseguros de todo o mercado nacional. Em 1954,

instituíram-se e se disciplinaram os seguros agrícolas e pecuários, com a criação da

Companhia Nacional de Seguro Agrícola (CNSA). Em 1966, foi instituído o Sistema

Nacional de Seguros Privados (SNSP), mediante o qual o Governo estabelece as normas

de funcionamento dos seguros privados e fiscaliza sua aplicação no mercado brasileiro.

O mesmo instrumento criou também o Fundo de Estabilidade do Seguro Rural (FESR)

com a finalidade de garantir o equilíbrio das operações agrícolas no país, bem como

40

atender à cobertura suplementar dos riscos de catástrofe rural (VIEIRA JUNIOR et al,

2009).

Nesse tipo de seguro, tem-se a esperança de não perder ou de equilíbrar

patrimonial ou pessoal. Ele deve ser justo no preço em relação ao esperado para

equilibrar o acontecimento decorrente da realização do risco (sinistro).

No contrato clássico de seguro apresentado por Cordeiro Filho (2009), o

segurador se obriga, mediante pagamento do valor pago pelo segurado, denominado

prêmio, a garantir interesse legítimo do segurado contra riscos predeterminados. O

prêmio calculado inicialmente é puro (PE), e quando sofre os acréscimos de despesas de

carregamento ou sobrecarga (despesas administrativas, operacionais, impostos,

cobrança, etc.) é denominado comercial (Pc).

Em que, S é a sobrecarga que está exposta na equação 5.

Deste modo, para se determinar o preço ou valor comercial, é necessário calcular

o valor matemático do risco, o custo médio por sinistro e o prêmio estatístico.

Valor matemático do risco (VMR)

Em que:

NS é o número de sinistros;

NOER é o número de objetos expostos ao risco.

Esse valor é expresso na forma percentual e é chamado de taxa estatística.

Custo médio por sinistro (CMS)

O CMS é a relação matemática entre o prejuízo total (PT) e o número de

sinistros efetivados (NSE).

Prêmio estatístico (PE)

O PE também é chamado de prêmio puro, pois, considera em seus cálculos as

variáveis estatísticas e não admite variáveis de carregamento. Ele é o produto do CMS

pelo VRM.

Com isso pode-se dizer que:

sendo i uma taxa sobre o prêmio puro tem-se que:

41

A taxa de juros e a probabilidade de dano são os pilares do seguro. Ela também é

conhecida como juro técnico e é fixa.

Para que os modelos tradicionais funcionem de maneira adequada, deve-se

obedecer a algumas condições de segurabilidade. Essas condições estão descritas no

estudo de Skees e Barnett (1999): i) a perda esperada deve ser mensurável e estimável;

ii) as circunstâncias de uma perda devem ser bem definidas, além disso, devem ser não

intencionais e acidentais; iii) deve haver um grande número de unidades expostas,

homogêneas e independentes; iv) o prêmio deve ser economicamente viável e, v) não

haja perda catastrófica.

2.2.4.2 Seguros indexados

Os seguros indexados são aqueles que propõem uma cobertura sobre a fonte do

risco diferentemente dos modelos tradicionais de seguro que promovem uma proteção

contra as perdas.

Nos últimos anos, o seguro indexado tem sido amplamente aplicado. Brown e

Carriquiry (2007) sugeriram um seguro indexado à afluência ao reservatório

como mecanismo para suavizar o custo de fornecimento de água. Skees (2003) propôs o

uso de contratos de seguro indexado para transferir os riscos de desastres naturais aos

mercados globais que oferecem oportunidades únicas às pequenas entidades de

financiamento rural. Breustedt et al. (2008) analisaram a redução do risco climático por

intermédio de contratos de seguros índice para fazendas de trigo do Cazaquistão. Skees

(2008) projetou esse tipo de seguro para atender os países pobres de baixa

renda, onde mercados financeiros rurais e agrícolas estão, em grande parte,

subdesenvolvidos.

O interesse por essa ferramenta de proteção ocorreu porque ela resolve alguns

problemas já identificados nos seguros tradicionais, como os elevados custos de

transação que inviabilizam os seguros para seguradoras particulares e pequenos

agricultores. Outra vantagem em relação ao seguro tradicional é que ele reduz o risco

42

moral4 e a seleção adversa

5 (HELLMUTH et al, 2009) bem como, promovem a

cobertura contra a fonte do risco, como já citado, e não para a consequência como, por

exemplo, para a produção agrícola reduzida (LEIVA; SKEES, 2008).

Skees e Leiva (2005) também citam a informação incompleta e a disponibilidade

de dados como desvantagens dos modelos clássicos e têm os seguros com base em

índices como uma oportunidade de contornar esses problemas.

Além disso, os seguros indexados possuem um baixo custo de administração,

pois o pagamento das indenizações baseia-se exclusivamente no valor real do índice e

podem ter uma estrutura padronizada já que os contratos não precisam ser adaptados

para cada usuário podendo ter uma forma simples e uniforme e, assim, mais uma vez, os

custos administrativos são menores (SKEES, 2008).

Porém, segundo o mesmo autor, esses seguros estão vulneráveis ao risco de base

que ocorrem quando os pagamentos de seguros não coincidem com as perdas reais ou

há um pagamento, mas, não existem perdas. Em geral, ele é menor quando a perda

financeira é altamente correlacionada com o clima e quando os contratos possuem

estrutura, tamanho e locação ótima. Ele pode ocorrer em qualquer instrumento

financeiro indexado uma vez que os danos são pré-estimados a partir da série de eventos

possíveis e a magnitude desse evento é levada em consideração no cálculo da

indenização.

Conforme Carriquity e Osgood (2008), para a agricultura, o risco de base pode

estar relacionado com a disponibilidade de dados e a proximidade da safra com a

estação meteorológica. No entanto, Skees (2008) ressalta que os avanços das

tecnologias induzirão a uma maior disponibilidade de dados bem como, fornece as

informações cada vez mais robustas o que irá reduzir este problema.

Diante dessas questões, o projeto do contrato e a seleção do índice são fases de

crucial importância para tornar esse tipo de seguro viável.

O índice precisa ter uma série histórica de dados consistente e um sistema legal e

regulatório desenvolvido (SKEES; COLLIER, 2008). Assim, projetar esse tipo de

4 O risco moral está relacionado com a assimetria de informação e é consequência do comportamento

oportunista dos agentes envolvidos no contrato de seguro após a execução dele (RODRIGUES, 2008,

p.15-17). 5 A seleção adversa, no âmbito de seguros, ocorre quando os indivíduos utilizam informações privadas

sobre seus próprios riscos para escolherem contratar um seguro ou outro, em troca de uma maior, ou

melhor, cobertura por acreditar que estava pagando uma taxa superior à que deveria ser cobrada por

pessoas com o seu nível de risco.

43

seguro e um contrato que seja atraente e atenda a necessidade dos segurados é um

desafio.

Alguns autores ressaltam que a comunicação com os segurados é parte crucial

na execução de um programa de seguros índice. Para Barnett e Mahul (2007), uma das

principais preocupações das organizações reguladoras tem sido acerca da compreensão

dos segurados em relação aos contratos. Além disso, estudos também descobriram que a

comunicação pode aumentar a confiança nesse instrumento (PATT et al, 2009;

OSGOOD et al, 2007).

Conclui-se que o seguro indexado é uma ferramenta importante na gestão do

risco climático podendo mitigar as perdas econômicas incorridas pelos eventos adversos

do clima. No entanto, a compensação por um evento climático desfavorável aos agentes

sociais ou às instituições também pode ser gerada por outro instrumento de gestão,

como os derivativos climáticos.

2.2.4.3 Derivativos climáticos

A primeira transação realizada no mercado de derivativos climáticos ocorreu no

ano de 1997 em resposta a um El Niño de inverno ocorrido entre os anos de 1996 e

1998, nos Estados Unidos. Nesse período, muitas empresas decidiram cobrir o risco de

invernos tendo em vista a possibilidade de ganhos significativos (CONSIDINE, 2006).

Desde a sua criação, esse mercado tem se expandido fortemente e atualmente, os

contratos são realizados em três locais: Estados Unidos, Ásia/Pacífico e Europa

(BARTH et al., 2008). De acordo com Brocket, Wang e Yang (2005), o rápido

crescimento desse mercado tem ocorrido por meio das empresas do setor de energia

para eletricidade e gás natural.

De acordo com Kimura (1998), os derivativos podem ser conceituados como

contratos financeiros cujo valor depende ou deriva do preço de um ativo denominado de

ativo-objeto. Desse modo, um derivativo climático representa um contrato financeiro

cujo resultado depende do nível de um índice determinado por um fenômeno associado

ao clima (PLATEN; WEST, 2005). Assim, o ativo-objeto está ligado a variáveis como,

precipitação e temperatura.

Os derivativos caracterizam-se por serem ativos cujo valor futuro é incerto, não

podendo esse ser determinado no ato da aquisição. Assim, a essência desse mercado é

negociar, no presente, o valor futuro de um ativo. Para tanto, é realizado um acordo

44

entre comprador e vendedor, no qual o montante perdido por um dado agente

corresponde, exatamente, aos ganhos por outros, excetuando-se os custos de transação

(CALIJURI, 2009).

Vale ressaltar que os mercados de derivativos de clima envolvem a previsão

climática. Campbell e Diebold (2005) argumentam que, mesmo em uma situação de

elevadas variações na variável climática, a procura por derivativos climáticos para

hedge não seria significativa caso a previsibilidade fosse elevada. Com isso, a incerteza

é chave para que haja demanda nesses mercados. Em contraponto, os preços trabalhados

nos mercados de derivativos podem indicar expectativas em relação ao clima do futuro.

As primeiras operações de derivativos climáticos ocorreram em mercados de

balcão. Em seguida, devido aos riscos de crédito, houve um desenvolvimento no

mercado de bolsa. Os principais contratos são negociados na Chicago Mercantile

Exchange (CME) e na London International Financial Futures Exchange (LIFFE). Já os

principais mercados para esses contratos são aqueles que enfrentam o risco climático em

seu negócio principal, tal como companhias de serviço público de energia, empresas de

construção, entretenimento e negócios agropecuários (KIMURA, 2010).

Lopes e Lima (2003) citam quatro formas de contratos de derivativos climáticos,

são eles: swaps, contratos a termo (forward), contratos futuros, e contratos de opção.

Cada um deles será apresentado a seguir:

a) Swaps

O swap consiste em um acordo estabelecido entre duas partes para troca futura

de fluxos financeiros (PENTEADO, 2011). Segundo Glasenap (2007), esse tipo de

contrato surgiu em meados da década de 1970, em momento de grandes variações

cambiais, especificamente, no colapso do acordo de Breton Woods6, de forma que eram

contratos back to back, ou seja, empresas de países diferentes acordavam em trocar

empréstimos de quantias financeiras, de modo que os montantes financeiros ficassem no

próprio país de origem das empresas.

Na prática, o objetivo dos swaps é trocar um índice flutuante por um preço fixo.

Em um Swap, a parte vendedora “recebe” um índice fixo e “entrega” um índice

flutuante, enquanto que a compradora “entrega” um índice fixo e “recebe” um índice

variável de tal forma que as duas partes conseguem negociar a um preço fixo. Assim,

6O acordo consistia em uma série de disposições que definiam os parâmetros que iriam reger a economia

mundial após a Segunda Guerra Mundial.

45

caso ocorra diferença positiva entre a curva de preços e o preço fixo em um dado

período, a parte vendedora paga à compradora o montante obtido pelo produto dessa

diferença e do volume do contrato. Inversamente, em caso de disparidade negativa,

quem paga a quantia é a compradora (LEME, 2008).

Eles são negociados em balcão mas, também podem ser registrados em bolsa

para dar garantia aos itens acordados. Além disso, uma das partes tem o direito de

prorrogá-lo além do prazo predeterminado, ou cancelá-lo. Nesse caso, existe a opção

para uma das partes de encerrar o contrato a qualquer momento antes do prazo previsto

(MONTANO, 2004)

b) Contratos a termo

No contrato a termo, um vendedor e um comprador fixam, no presente, o preço

de certo ativo que deve ser liquidado em um prazo determinado (30, 60 ou 90 dias). Por

liquidar deve ser entendido que o comprador paga o combinado ao vendedor que, por

sua vez entrega o ativo negociado (SIMÕES, 2011).

Assim, o comprador utiliza essa ferramenta para se proteger contra o risco de

uma elevação brusca no preço do ativo, enquanto o vendedor assume a operação com o

objetivo de eliminar os riscos relacionados com uma possível queda no preço de sua

mercadoria (MONTANO, 2004).

No mercado a termo, os contratos são intransferíveis (KALIJURI, 2009).

Contudo, segundo Montano (2004) existem três modalidades do contrato que

determinam a possibilidade das operações serem liquidadas antes do seu tempo, são

elas: Contrato a Termo Vontade do Comprador, Contrato a Termo Vontade do

Vendedor e Contrato a Termo por Acordo Mútuo. Com esses, os compradores e

vendedores tem a flexibilidade de determinar, dentro de limites estabelecidos pelas

bolsas e órgãos fiscalizadores, o prazo e o tamanho dos contratos, bem como outras

condições que julguem ser de seus interesses.

Como desdobramento dos mercados a termo, no sentido de aperfeiçoá-los e

torná-los mais compatíveis com as necessidades dos agentes econômicos, sugiram os

mercados futuros.

46

c) Contrato futuro

Os contratos futuros diferem dos contratos a termo, principalmente, devido à sua

alta padronização e organização o que significa que eles só podem ser negociados em

bolsa. Essa padronização é fundamental não somente para dar liquidez aos contratos,

mas, também, para garantir o encerramento de operação inicialmente contratada

(PENTEADO, 2011).

O aparecimento desse mercado está relacionado aos problemas advindos da

sazonalidade dos produtos agrícolas, cujas colheitas se concentram em um período do

ano, enquanto os consumidores necessitam de tais produtos durante todo o ano

(MORAES, 2009).

Ele representa uma troca de obrigações, entre o comprador e o vendedor, para a

liquidação de uma posição em uma data futura, denominada de data de vencimento do

contrato (KIMURA, 2010). Os compradores e vendedores podem ser tanto hedgers, que

detêm ações e buscam proteção contra o movimento adverso nos preços das mesmas no

mercado à vista por meio da abertura de uma posição a futuro oposta, como

especuladores, que têm por objetivo realizar ganhos com os movimentos de preços no

futuro (SIMÕES, 2011).

Conforme Sanvicente (2003), as datas de vencimento desses contratos são fixas,

o que leva a contratos que sejam negociados em datas diferentes tenha a mesma data de

vencimento. Isto possibilita que a posição de compra de um determinado ativo – objeto

possa ser liquidado pela simples venda de um número de contratos futuros do mesmo

ativo para o mesmo vencimento.

Diferentemente dos mercados futuro, têm-se os mercados de opção, no qual as

margens de garantia e os ajustes diários que desestimulam muitos participantes são

substituídos por um único pagamento inicial, que representa sua perda máxima (HULL,

1996).

d) Contrato de opção

Conforme Montano (2004), no mercado de opções, é negociado o direito de

compra ou venda de um ativo numa data futura, por um preço pré-determinado. O titular

da opção é quem compra o contrato e, com isso, adquire um direito. Já o participante

que vende uma opção é conhecido como lançador e, ao fazê-lo, assume uma obrigação.

47

Assim, ele permite que o seu detentor tenha um direito sobre algo, mas, diferentemente

dos outros contratos, não o prende a nenhuma obrigação.

Para Bessada, Barbedo e Araujo (2009), esse contrato é um variante do contrato

futuro, pois funciona como um seguro patrimonial, em que o segurado paga o valor do

prêmio para ter o seguro contratado e manter seu patrimônio protegido em caso de

danos ao mesmo. Esse direito somente é exercido caso as circunstâncias sejam

favoráveis: no caso da opção, se as condições de preço forem atraentes ao titular da

opção. Caso contrário, o direito não é exercido, perdendo o segurado o valor do prêmio

pago (ZAVAGIA; MASTELLA; KLOECKNER, 2011)

Ele é formado pela opção de compra Call e opção de venda Put (SIMÕES,

2011). O contrato call dá ao titular o direito de comprar o ativo-objeto no futuro a um

preço pré-determinado, com o lançador assumindo a obrigação de vendê-lo nas mesmas

condições. De forma análoga, mas inversa, uma opção de venda confere ao titular o

direito de vender o ativo-objeto no futuro a um preço pré-determinado, mas agora é o

lançador que assume o dever da compra.

Um agricultor, por exemplo, agindo como hedger, estará sempre adquirindo

opções de venda de sua produção pelas quais pagará o prêmio e exercerá o seu direito se

o preço de exercício for superior ao preço do mercado físico. No caso do preço de

exercício estar abaixo do preço da commodity no mercado físico à vista, o agricultor

deixa de exercer seu direito e perde o valor do prêmio pago (ZAVAGLIA et al, 2011).

Assim, com as opções, é possível executar diferentes estratégias para as mais

diversas necessidades de hedge em vários tipos de mercado (CALIJURI, 2009).

Segundo Brown e Carriquiry (2007), esse tipo de contrato também é usado como

alternativa ao mercado de água para uma troca de uso d‟água por uma compensação

financeira em anos de seca. Nesse caso, os contratos seriam negociados a um preço

ajustado e forneceriam uma confiança e credibilidade de uma troca quando necessária.

Com isso, a água permanece produtiva em todos os anos, diferentemente de

algumas medidas de alocação de água que utilizam estratégias conservadoras para a

operação dos sistemas hídricos. Além disso, de acordo com Brown e Carriquiry (2007),

essa ação cria um incentivo a adquirir um volume maior de direitos que o necessário

para assegurar água suficiente em anos secos.

Para Characklis et al. (2006), o contrato de opção ano-seco pode fornecer a

disponibilidade que, de outra forma, a infraestrutura instalada não poderia ofertar.

48

Dessa forma, os contratos de opção, bem como, os outros tipos de derivativos é

uma forma de transferência de risco que tem a possibilidade de uma maior utilização à

medida que seus conceitos são disseminados, tendo em vista que, conforme já discutido,

fenômenos climáticos afetam um elevado número de setores.

Entretanto, como já citado, a gestão de risco climático requer a integração de

instrumentos de proteção ao risco ao aparato institucional. Uma hipótese seria integrar a

esses instrumentos a cobrança pelo uso da água bruta uma vez que com o

reconhecimento de que a água é um recurso ambiental dotado de valor econômico, a

cobrança figura como instrumento, do aparato institucional, fundamental nas políticas

de gestão de risco.

2.3 Cobrança pelo uso da água bruta

A cobrança pelo uso da água começou a ser incorporada nas políticas de gestão

de recursos hídricos de diversos países no momento que a escassez desse recurso

tornou-se visível e a sua regulação e conservação se tornaram primordiais para o

desenvolvimento sustentável das sociedades.

Para Soares (2009), é indiscutível a necessidade do uso da água pela sociedade,

tanto fisiologicamente quanto para seu crescimento econômico, social e político. A

demanda ultrapassa a condição individual e se expande à categoria coletiva. Assim, é

possível interpretar a água como objeto de disputa e, por isso, de necessária intervenção

política com regulamentação dentre as fronteiras de um país e, por vezes, até passível de

acordos internacionais.

De uma maneira geral, a cobrança é definida em termos de quantidade e/ou

qualidade e encontra-se fundamentada nos princípios do "poluidor-pagador" que foi

definido e adotado em 1972 pela Organisation for Economic Co-Operation and

Development (OCDE) e do "usuário-pagador". Conforme o primeiro princípio, se todos

têm direito a um ambiente limpo, o poluidor deve pagar pelo dano que provocou. Desse

modo, havendo um custo social proveniente de uma determinada atividade, esse custo

deve ser internalizado ou assumido pelo empreendedor. Segundo o princípio do

"usuário-pagador", o usuário deve pagar pela utilização da água (SANTIN;

GOELLNER, 2013).

Conforme a ANA (2013a), a cobrança não é um imposto, mas uma remuneração

pelo uso de um bem público, cuja receita é uma renda patrimonial ou da União ou do

49

estado sob o qual está o domínio da água. Ou seja, o usuário ao optar voluntariamente

em fazer uso de um bem público realiza uma retribuição à sociedade. Assim, a cobrança

pelo uso da água é um instrumento econômico de gestão que, via mecanismos de

preços, orienta os agentes a valorizarem os bens e serviços ambientais, de acordo com

suas ofertas e/ou escassez e em consonância com seus custos de oportunidade social

(ANA, 2013b)

Considerando as características dos bens públicos, a cobrança não assinala uma

alienação das águas, mas, conforme versa Pompeu (2000, apud Canepa e Pereira, 2001)

ela se refere à remuneração pelo uso de um bem patrimonial do Estado, ou seja, ela é

definida como preço público.

Entende-se por preço público, em sentido amplo, o valor cobrado pela prestação

de uma atividade de interesse público qualquer, privativa ou não do Estado, desde que

prestada diretamente por uma pessoa jurídica de direito privado, estando sujeita a

restrições na livre fixação do seu valor. É o que ocorre quando o Estado transfere a

prestação de serviços públicos para terceiros, por meio de concessão, permissão ou

autorização, ou quando o estado cria uma pessoa jurídica de direito privado para prestar

o serviço público ou explorar a atividade econômica de interesse do estado (DUARTE,

2011).

Segundo o mesmo autor, no gênero preço público, que envolve as hipóteses de

concessão, permissão e autorização, insere-se a tarifa, que é a modalidade de preço

público cobrado nos casos de delegação de serviços ou obras públicas.

Para Martinez Júnior (1997), a tarifa pode ser considerada como o "preço de

utilização do meio ambiente". Em teoria, ela está associada a fluxos de bens e serviços

no sentido inverso, assim, por exemplo, a contraprestação pelo uso da água assumiria a

forma de uma tarifa, na medida em que ela fosse interpretada como um pagamento pela

utilização dos serviços prestados pelos recursos hídricos.

Segundo Lanna e Pereira (1996), existem quatro motivações para a cobrança

pelo uso da água bruta:

Financeira: que busca o ressarcimento dos custos de investimento e o

pagamento dos custos de operação e manutenção bem como, a geração de

recursos para a expansão dos serviços;

Econômica: sob este aspecto, ela busca estimular a produtividade do uso

dos recursos hídricos evitando desperdícios. Isso pode ser alcançado com a

utilização dos custos marginais;

50

Distribuição de renda: com a cobrança existe a possibilidade de transferir

renda de camadas mais privilegiadas economicamente para menos

privilegiadas;

Equidade social: sendo os recursos hídricos de uso comum, o usuário

deve contribuir financeiramente pela sua utilização.

Desse modo, diversos países têm procurado cobrar pelo uso dos recursos

hídricos, mesmo que aplicando diferentes métodos de valoração econômica da água e de

relevância de seu uso.

Na França, por exemplo, a cobrança foi instituída na Lei da Água de 1964 com o

objetivo de combater a deterioração dos corpos hídricos que ocorria juntamente com a

crescente industrialização e urbanização, logo após a Segunda Guerra Mundial. Essa Lei

estruturou uma política nas quais grandes orientações sobre o uso da água passaram a

ser definidas seguindo uma divisão do território francês em bacias hidrográficas

(AGUIAR JUNIOR, 2011). Segundo Barraque (1995), essa Lei foi necessária porque a

legislação, até então existente, era insuficiente e mal aplicada, em particular porque o

estado tinha uma vocação de apoio ao desenvolvimento econômico e, não considerava,

com eficácia, questões ambientais.

A cobrança pelo uso da água nesse país era justificada pelo impacto que essa

ação causava ao meio ambiente e a outros usuários. Em princípio, todas as pessoas ou

empresas, que captavam água ou que contribuíam de alguma forma para a degradação

da qualidade do recurso hídrico, estavam sujeitas à cobrança (FNE, 2008).

O sistema de cobrança francês foi implementado gradualmente e enfrentou

diversos problemas políticos. Ele é baseado na escassez da água e em quanto dela

retorna ao ambiente. Os comitês de bacia e as agências de águas são os responsáveis

pela determinação do valor da cobrança de acordo com uma estrutura fixada por lei.

Essas agências realiza um rateio de custos e propõe o valor de cobrança a ser praticado

nas bacias. As receitas geradas com este instrumento são aplicadas nas bacias na forma

de gastos com gestão, estudos e pesquisa, investimentos de interesse comum e

empréstimos aos usuários (SEROA DA MOTTA, 1998).

A experiência inglesa no sistema de cobrança pelo uso da água inicia em 1973 e

possui origem na Lei de Administrações Fluviais de 1948. Ele tem por objetivo

recuperar os custos de regulação do sistema de recursos hídricos, atribuição da Agência

Ambiental. Além disso, ele é composto por duas componentes: uma que é paga de uma

só vez quando um usuário solicita a outorga de dado volume de água e a outra que

51

corresponde a um valor anual que depende do volume derivado do manancial, da

estação do ano e de um fator de perdas (SETTI, 2001).

Segundo Takeda (2009), na Alemanha, o processo da cobrança pelo uso da água

deu-se início em 1981 e o sujeito passivo é qualquer usuário urbano ou indústria que

lance resíduos nos rios. Como neste país a municipalidade é muito forte são os

consórcios municipais que, em várias bacias, buscam métodos apropriados de

saneamento e abastecimento, sendo que o valor cobrado vai de acordo com a quantidade

de efluentes lançados nas águas. No entanto, prevalecem como regulamentadores e

gerentes do sistema os governos federal e estadual.

As taxas cobradas são estipuladas observando algumas premissas. As principais

são: a) Os preços devem cobrir os custos de abastecimento de água e não devem ser

mais altos que os custos atuais; b) Os preços e as tarifas devem refletir os custos

gerados pelos utilizadores especiais; c) As tarifas devem levar em consideração as

estruturas dos custos e a necessidade de se manter os capitais investidos.

Na Holanda, o sistema de cobrança iniciou em 1983 atendendo a critérios de

quantidade. Em 1995, foi introduzida uma taxa federal para a retirada de águas

superficiais. Como a França, a Holanda também não adota a taxa para os pequenos

usuários rurais (SEROA DA MOTTA, op. cit.). As tarifas cobradas são obtidas em

função dos custos de construção e operação do sistema hídrico.

O sistema de cobrança na Holanda envolve vários organismos, mas as suas

principais características são idênticas para todo o território nacional. De modo geral,

pode-se dizer que o objetivo principal da cobrança neste país é a geração de receitas

para o financiamento de programas de recuperação da qualidade das águas, notadamente

a construção e manutenção de estação de tratamento de esgotos e pesquisas de novas

tecnologias, e para o custeio das despesas técnico administrativas da gestão das águas

(comando-e-controle) e do próprio sistema de cobrança.

Dois componentes são aplicados na cobrança holandesa: as províncias aplicam

valores relativamente baixos visando ao financiamento de investigações para o

desenvolvimento dos recursos de água subterrânea e para a planificação hídrica. O

segundo componente faz parte do sistema nacional de tributação e tem valores mais

altos. Do ponto de vista específico da água subterrânea, a cobrança aplicada se insere

claramente na lógica de instrumento de gestão ao objetivar a redução das extrações

excessivas, em determinadas regiões, e a proteção desses mananciais para

52

abastecimento público, geralmente de melhor qualidade que as águas superficiais

(MMA, 2001).

No Brasil, a primeira ação de regular o aproveitamento das águas ocorre com o

Código de Águas, estabelecido pelo Decreto Federal 24.643, de 10 de julho de 1934 que

instituiu o princípio poluidor-pagador. Entretanto, foi a partir da promulgação da

Constituição Federal de 1988 que as águas foram consideradas um recurso econômico

dotado de importância fundamental para o desenvolvimento do país.

A Constituição determinou, em seu art. 21, inciso XIX, que a União iria instituir

o Sistema Nacional de Gerenciamento dos Recursos Hídricos (SNGRH). Além disso,

foram extintos os domínios privado e municipal existente no Código das Águas e todas

as águas passaram a ser um bem público7, de domínio da Federal ou Estadual.

Em 1989, no Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, surge o primeiro grande

debate sobre a aplicação da cobrança pelo uso dos recursos hídricos no Brasil conforme

relata Barth (2000). Em 1997, a Lei Federal nº 9.433 institui a Política Nacional de

Recursos Hídricos (PNRH), cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos

Hídricos (SINGREH) e introduz a cobrança pelo uso da água bruta no Brasil, como um

instrumento de gestão.

No Brasil, são adotados diferentes modelos de cobrança. Os valores da cobrança

se diferenciam conforme a região, sazonalidade, padrão de qualidade de água, etc. A

metodologia estabelecida na bacia do rio Paraíba do Sul, por exemplo, é diferente da

maneira como é aplicada a cobrança no Ceará. No primeiro caso, a cobrança é aplicada

à captação, ao consumo, ao lançamento de efluentes e à transposição de bacias. Os

recursos financeiros arrecadados pela ANA e pelos Estados são repassados à

Associação Pró-Gestão das Águas- AGEVAP, que desempenha a função de agência da

bacia e aplica os recursos em ações e investimentos para recuperação e preservação dos

recursos hídricos (ANA, 2010).

O modelo cearense é compatível com a ocorrência da água no semiárido onde a

potencialidade hídrica para ser ativada necessita de investimento intensivo em

armazenamento e transferência hídrica (AQUINO et al, 2013). Dessa forma, no Ceará a

cobrança é um instrumento financeiro utilizado para recuperar os custos de operação,

administração e manutenção das infraestruturas.

7 Segundo o Código Civil (art 67.), os bens públicos são por suas próprias características inalienáveis, só

perdendo essa condição nos casos e na forma que a lei prever. Assim, as águas públicas são bens

inalienáveis (Código Civil, art. 46).

53

A cobrança pelo uso da água bruta no estado do Ceará existe efetivamente desde

1996, devido ao Decreto Nº 24.264 de 12 de novembro de 1996 que instituiu valores

para os usuários indústrias (R$ 600,00/1.000m³) e para as concessionárias de serviço de

água potável (R$ 10,00/1.000m³) da Região Metropolitana de Fortaleza. Mas, a Lei

deixou a cargo do Conselho de Recursos Hídricos decidir sobre os valores para os

usuários de canais e de sistemas pressurizados.

A criação da tarifa foi objeto de uma negociação política onde prevaleceu a ideia

do fortalecimento do setor de água bruta, o que permitiu à Companhia de Gestão dos

Recursos Hídricos (COGERH) passar por uma reestruturação institucional e assumir o

gerenciamento dos recursos hídricos. Assim, a partir do Decreto de 1996, a COGERH

calcula a tarifa de água e efetivar a cobrança. Para isso, foi realizado um Convênio entre

a Companhia de Água e Esgoto do Estado do Ceará (CAGECE) a qual era responsável

por cobrar da indústria e repassar metade do valor arrecadado a COGERH8.

Ao longo da história recente do Ceará, percebe-se que a cobrança pelo uso da

água bruta foi discutida e praticada em períodos onde ocorriam secas locais e o

consequente acirramento de conflitos pelo uso da água, como foi o caso em Quixadá e

no Maciço de Baturité em 1997 (AQUINO et al, 2013).

No período de 1998 a 2001, a bacia do Jaguaribe enfrentou um cenário de

escassez hídrica. Nessa época, a cidade de Fortaleza não sentiu tão fortemente o

problema da seca em virtude da existência do Canal do Trabalhador que foi implantado

em 1993 e possibilitou a transferência de águas entre as bacias Jaguaribe e

Metropolitana, bem como desencadeou uma regularização de uso que incluía um

cadastro simplificado, uma campanha de outorga e a autorização para uso insignificante.

Em meio a esse cenário de crise hídrica, surge a oportunidade de inovar as

metodologias de gestão da escassez hídrica. Com isso, foi realizado um convênio entre a

Agência Nacional das Águas (ANA), a COGERH e o Banco Mundial no qual se

propunha um programa de realocação de água semelhante a um banco de águas

denominado Águas do Vale (Comunicação Oral). De modo geral, o referido programa

tinha por objetivo aumentar a eficiência do uso da água na agricultura irrigada. Isto

porque se constatou por intermédio do cadastro de usuários que esse setor demandava o

maior volume de água dentre os outros setores e que desse usuário 50% da demanda

provinham da cultura do arroz por inundação.

8 Comunicação oral com Henrique Rolim, na COGERH, em Fortaleza, janeiro de 2014.

54

O Águas do Vale o programa incentivou a mudança da cultura de arroz para

culturas com menor demanda hídrica em troca de uma compensação técnico-financeira.

Desse modo, o Programa Águas do Vale foi relevante para identificar alguns problemas

relativos ao uso da água, sobretudo em situações de crise. Ao mesmo tempo, marca o

início da definição de um sistema de cobrança para o setor de irrigação referente à

captação de água superficial e subterrânea.

Nos anos de 2002 e 2003, foi realizado um estudo técnico realizado no âmbito

do contrato da COGERH com o Consórcio Tahal - JP Meio Ambiente, o qual propunha

modelos de tarifação para usuários de água bruta9. Esse estudo subsidiou o Decreto nº

27.271 de 28 de novembro de 2003, tendo sido efetivado em 2004. Ele propôs e discutiu

por meio do Grupo de Trabalho da Irrigação – GTI, três modelos de tarifação: o modelo

binomial, o Custo médio da água (CMA-3) e o Modelo Capacidade de Pagamento e

Subsidiu (CPS). A descrição desses modelos está apresentada no Anexo A.

Os modelos estudados pelo Consórcio tinham alguns aspectos que os

delimitavam, dentre os quais se tem (TAHAL CONSULTING ENGINEERS LTD; JP

MEIO AMBIENTE, 2002):

A tarifa de água deveria cobrir todos os custos de operação,

administração e manutenção (OAM) do sistema hídrico, incluíndo as

despesas do sistema de cobrança até então incipiente;

A cobrança deveria ser diferenciada por uso, considerando a capacidade

de pagamento de cada uso;

A tarifação de usuários para usos com grande variação de capacidade de

pagamento (como nos casos de irrigação, por exemplo) deveria ser

diferenciada, criando-se instrumentos de subsídios cruzados.

A realização desse estudo técnico baseou-se em relatórios anteriores como o

cadastro de usuários da COGERH (1998), a avaliação da capacidade de pagamento de

diversos usos e usuários de água nos vales perenizados (BISERRA E LEITE, 2002), os

estudos de cobrança pelo uso da água bruta para irrigação, desenvolvidos por Lanna

(1994 e 1995) e Araújo (1996).

Biserra e Leite (2002) definiram que a tarifa média por uso deveria ser

proporcional à capacidade de pagamento (Equação 8). Essa proporção representa, em

9 Comunicação oral com Henrique Rolim, na COGERH, em Fortaleza, janeiro de 2014

55

percentual, quanto se deve cobrar dos diversos setores para que os custos de OAM

sejam cobertos pela tarifa.

Em que,

TMi é a tarifa média do setor “i”;

CPi é a capacidade de pagamento do setor “i”;

K é a razão da tarifa em relação à capacidade de pagamento. Corresponde ao percentual

da capacidade de pagamento que deve-se cobrar dos diversos setores para que os custos

de operação e manutenção sejam cobertos pela tarifa de água.

Nesse modelo, a tarifa média por setor seria aplicada para os setores

homogêneos e que detivessem um pequeno número de usuários, são eles: os setores de

saneamento, os usuários do Canal do Trabalhador (CT) e a carcinicultura. Enquanto que

o setor de irrigação, por ser heterogêneo, teria um modelo de tarifa de água

diferenciado. Vale ressaltar que a tarifa do CT cobriria apenas os custos da

disponibilização da água, sem incluir os custos de bombeamento, manutenção e

operação do canal em si (TAHAL CONSULTING ENGINEERS LTD; JP MEIO

AMBIENTE, 2003).

Contudo, a divulgação dos valores referentes ao setor de irrigação gerou

protestos, tanto dos produtores rurais quanto dos Comitês de Bacias que, após uma

audiência pública em 2004, deflagrou a suspensão da emissão dos boletos no ano

seguinte até que uma nova discussão fosse realizada com relação a esses valores. Com

isso, os valores foram atualizados pelo Decreto Nº 28. 244, de 11 de maio de 2006 com

base no estudo técnico do Consórcio Tahal - JP Meio Ambiente.

O modelo binomial, composto por um componente referente ao consumo (tarifa

de consumo) e outro equivalente à demanda outorgada (tarifa de demanda) foi definido

como o modelo de tarifação para o estado do Ceará. Entretanto, em virtude da

necessidade de estruturação do órgão de gerenciamento, da universalização da outorga,

bem como, de uma maior compreensão e aceitação dos usuários, o Decreto Nº 29.373,

de 08 de agosto de 2008 regulamentou que a cobrança devia ser implementada de forma

monomial, admitindo tarifas apenas definidas com base na água consumida.

Dessa forma, foi decretado que a tarifa mensal pelo uso dos recursos hídricos

seria calculada utilizando-se a equação 9:

56

Onde,

T(u) = tarifa do usuário U;

T = tarifa-padrão sobre volume consumido;

Vef = volume mensal consumido pelo usuário.

Para definir a tarifa-padrão foi estabelecida uma política de subsidios entre

setores na qual a indústria subsidiava o setor de irrigação enquanto que, o saneamento

teria a tarifa padrão-média. Além disso, foi instituído que, quanto maior a arrecadação

menor seria o valor da tarifa de água (Comunicação Oral10

).

O modelo monomial foi aplicado até o presente ano sendo atualizado de dois em

dois anos por meio da revisão do valor arrecadado. O volume mensal de água bruta

consumida pelos setores usuários tem sido calculado com base em dados obtidos com os

seguintes métodos: (i) hidrometria; (ii) medições frequentes de vazões, onde é

impossível a instalação de hidrômetros convencionais e, (iii) estimativas diretas,

considerando as dimensões das instalações dos usuários, os diâmetros das tubulações

e/ou canais de adução de água bruta, horímetros, entre outras (CEARÁ, 2009). A

cronologia dos fatos históricos é mostrada de forma esquemática na Figura 7.

Figura 7 – Cronologia da cobrança pelo uso da água bruta no Ceará de 1992 até o

presente.

Fonte: AQUINO et al. (2013).

10

Comunicação oral com Henrique Rolim, na COGERH, em Fortaleza, janeiro de 2014.

57

Pode-se dizer que o sistema de cobrança do estado do Ceará tem sido orientado

para a geração de receitas, para custear parcialmente as obras de provisão ou expansão

dos serviços da água, sem qualquer critério explícito de maximização de benefícios,

minimização de custos ou de rateio de custos.

Vale ressaltar que, a eficácia da cobrança pelo uso da água em qualquer local

pode ser dependente do comportamento dos usuários de água e da decisão em pagar ou

não por esse recurso, uma vez que ainda prevalece na sociedade a visão de que os

serviços ecossistêmicos não devem ser precificados.

2.4 Tomada de decisão

Como citado anteriorimente, a alocação de água é um processo de tomada

decisão. Segundo Bazerman (2004), a tomada de decisão é uma ação humana e

comportamental. Ela envolve a seleção, consciente ou inconsciente, de determinadas

informações e ações entre aquelas que são fisicamente possíveis para o tomador de

decisão e para aquelas pessoas sobre as quais ele exerce influência e autoridade.

De acordo com Roldan e Miyake (2004), a tomada de decisão possui

basicamente quatro dificuldades: complexidade, incerteza, objetivos múltiplos que se

inter-relacionam e a possibilidade de diferentes perspectivas levando a diferentes

conclusões de análise.

Frente a esses fatores de dificuldade, inicialmente, acreditava-se que a

racionalidade era o ponto de partida para a tomada de decisão. Essa é uma premissa da

teoria neoclássica que considera que os agentes possuem racionalidade ilimitada e são

maximizadores de utilidade esperada (percepção subjetiva do bem-estar).

Entretanto, percebeu-se que a tomada de decisão também está relacionada com

o comportamento dos agentes frente às dificuldades. Isso porque os indivíduos não têm

informação completa ou total habilidade para manipulá-la e consideram apenas uma

fração das possíveis alternativas na sua escolha. Dessa forma, a racionalidade é

limitada11

pela falta de conhecimento (SOUZA FILHO, 2005).

Nesse contexto, a teoria do prospecto de Daniel Kahneman e Amos Tversky

(1979) considera que no momento da escolha, as pessoas apresentam diferentes padrões

de comportamento. Segundo Gitman (2004 apud BARROS FILHO, 2010), esses

11

Para Gontijo e Maia (2004), os limites da racionalidade decorrem da incapacidade da mente humana

em aplicar a uma decisão todos os aspectos de valores, conhecimento e comportamento.

58

padrões são: indiferença, propensão e aversão. No caso de indiferença, não haveria

nenhuma variação de retorno exigida em razão de uma variação nos níveis de risco. Em

uma situação de propensão a risco, o agente estaria disposto a assumir até mesmo um

retorno menor correlacionado a um risco maior. Em um comportamento de aversão ao

risco, o agente exige um retorno mais alto em função da elevação do risco.

Ela analisa o risco sob a ótica de três efeitos: efeito certeza, efeito reflexo e

efeito isolamento. O primeiro atribui um peso maior aos eventos certos em detrimento

dos eventos que são prováveis. O efeito reflexo que mostra aversão a risco em situações

de ganho, uma vez que as pessoas supervalorizam os ganhos certos e a propensão a

risco nas situações de perda. Esse efeito faz com que problemas idênticos tenham

soluções distintas, violando a transitividade da utilidade esperada. E o terceiro efeito,

que é a decomposição equivocada dos problemas.

Após considerar esses efeitos, essa teoria define duas formas do processo de

escolha: a edição e a avaliação. Na fase da edição, as pessoas costumam cometer vários

tipos de erros, como a percepção de perdas e ganhos em detrimento de estados finais de

riqueza, a combinação ou segregação indevida dos problemas, a simplificação (por

arredondamento ou pelo fato de ignorarem estados comuns a duas situações) e tentativa

de detecção de dominância. Na fase da avaliação, o agente avalia qual perspectiva é

preferível, baseando-se em um ponto de referência, que é a sua posição atual de riqueza

(RIBEIRO, 2010).

Em suma, a Teoria do Prospecto tem como premissa que os valores das

perspectivas são baseados em variações de riqueza, ao invés de nível de riqueza. O valor

de cada resultado está alicerçado em decisões heurísticas.

As heurísticas ou regras práticas podem ser divididas em três grupos genéricos

que representam: a disponibilidade, a representatividade e a ancoragem e ajustamento.

A heurística da disponibilidade é conhecida como Lei dos Pequenos Números, na qual

os agentes atribuem um peso maior aos acontecimentos recentes, pensando que esses

continuarão a acontecer no futuro (ZAMBONETI, 2009).

Na heurística da representatividade, as decisões são tomadas como modelos

mentais12

de referência, ou seja, os agentes avaliam a probabilidade de ocorrência de um

evento por meio da similaridade da mesma aos seus estereótipos de acontecimentos

semelhantes.

12

Modelos mentais são imagens, pressupostos e histórias que as pessoas trazem em suas mentes, acerca

de nós mesmos, outras pessoas, instituições e todo aspecto do mundo (FERREIRA, et al, 2012).

59

A última regra, ancoragem e ajustamento, avalia a chance de ocorrência de um

evento pela colocação de um valor inicial. Esse valor pode ser sugerido por um

precedente histórico, pela maneira pela qual um problema é apresentado ou por uma

informação aleatória (MACEDO, et al., 2007).

O momento da escolha também pode ser influenciado por fatores emocionais e

subjetivos. Nesse contexto, a neurociência afirma que a mente possui processos

automáticos13

do comportamento que ocorrem com pouca ou nenhuma percepção. Esses

processos respondem de forma mais rápida nas decisões criteriosas conscientes. Outro

fator importante que a neurociência apresenta é que o sistema cognitivo interfere no

sistema deliberativo, sendo então o comportamento de tomada de decisão um resultado

da interação entre o sistema automático com processos controlados14

e os sistemas

cognitivos e afetivos (CAMERER; LOWENSTEIN; PRELEC, 2005).

As decisões em grupo ou individuais continuamente tem de ser confrontadas

com situações de risco e incerteza. Rockenback, Sadrieh e Mathauschek (2007),

analisando a atuação de grupos frente ao risco por meio de duas teorias consolidadas, a

Teoria da Utilidade Esperada e a Teoria de Seleção de Portfólio, constataram que os

grupos obtiveram maiores valores esperados com menores riscos nas suas escolhas se

comparados com os tomadores individuais.

Segundo Gutnik (2006), ao avaliar as opções para tomar uma decisão, as pessoas

costumam confiar em suas próprias percepções de riscos e benefícios e não

necessariamente nos riscos e benefícios reais envolvidos na decisão. Além disso, os

riscos muitas vezes são influenciados pelo estado emocional. A presença de incerteza

também influencia a percepção do indivíduo sobre os riscos envolvidos com cada opção

potencial, aumentando a percepção da situação de risco.

13

Processos automáticos são decisões rápidas e eficientes, com alto grau de especialização, relativamente

inflexíveis e imprescindíveis para o dia-a-dia (SANFEY, 2006). 14

Processos controlados são ações tomadas com o uso das faculdades cognitivas desenvolvidas pelos

seres humanos, sendo mais flexíveis e capazes de suportar uma grande variedade de objetivos (SANFEY,

2006). Ferramentas-padrão de economia como as árvores de decisão e a programação dinâmica podem ser

encaradas como representações estilizadas de processos controlados.

60

3 METODOLOGIA

Nessa seção apresentam-se os procedimentos metodológicos utilizados para

atender os objetivos do estudo.

3.1 Estratégia metodológica

A metodologia a ser apresentada propõe a elaboração de um mecanismo de

gestão de risco climático que possa ser incorporado no processo de alocação de água e

que tenha como fundamentos a eficiência econômica e a equidade social. Para isso, será

desenvolvido um sistema de modelagem baseada na microeconomia e nos

hidrossistemas de forma a possibilitar a avaliação da alocação de água entre os usos.

O estudo será aplicado no sistema Jaguaribe-Metropolitano por meio de duas

situações: (i) modelo agregado em que tem-se um único reservatório e dois usos

concorrentes; (ii) o modelo desagregado em que utiliza-se o sistema Jaguaribe-

Metropolitano em sus forma integral.

Inicialmente, serão obtidas as disponibilidades hídricas (vazão de retirada) do

sistema para cada ano da série de vazão afluente. Em seguida, essa vazão será alocada

entre os usuários de água para serem determinados os benefícios e avaliada a

transferência de risco. Os benefícios serão obtidos por meio de funções geradas a partir

da integração da curva de demanda dos usuários de água.

Na sequência, serão elaborados indicadores do estado de seca do reservatório

que terão como dados de entrada a precipitação média, a vazão afluente, o volume

armazenado no sistema hídrico após a simulação do balanço de massa e a vazão de

retirada. Esses indicadores irão definir os limiares dos seguintes estados: normal, seca

moderada, seca severa, seca extrema e seca excepcional.

Os estado de seca serão utilizados para acionar o mecanismo financeiro sendo

que, quanto maior a severidade da seca maior o valor da compensação financeira. A

estimativa do valor da compensação será realizada com base nos benefícios financeiros

do usuário.

Por último, será elaborado um modelo conceitual para incorporar o mecanismo

financeiro ao instrumento de cobrança pelo uso da água além de ser realizada uma

avaliação quanto ao desempenho do mecanismo proposto na pesquisa por meio de dois

critérios: eficiência econômica e justiça.

61

3.2 Modelo de representação da alocação de água

A alocação de água, nesse estudo, tem sua dinâmica formada pela ação de três

esferas: a natureza e infraestrutura, os agentes econômicos e sociais e o sistema político-

institucional (SOUZA FILHO, 2005). Seu modelo de representação está exposto na

Figura 8.

Figura 8 – Modelo de representação da alocação de água.


Cada uma dessas esferas possui atributos que foram incorporados no processo de

avaliação da alocação:

Natureza e a infraestrutura hídrica

A natureza é fator condicionante dos hidrossistemas por meio das características

do clima (regimes de chuva e vazão) e impõe um risco operacional. Neste estudo, ela é

representada pelo clima hidrológico, o qual incorpora as precipitações e as vazões

afluentes.

A infraestrutura hídrica é composta pelos reservatórios que transportam água no

tempo e no espaço e pelo canal de transferência de água. Estes impõem restrições físicas

e operacionais no sistema.

Agentes econômicos e sociais

Os agentes econômicos e sociais modificam a dinâmica da alocação de água

visando a garantir seus interesses. No setor de irrigação, por exemplo, os atores podem

assumir a posição de poder através de seu capital social (como a tradição e o carisma)

62

que é uma regra informal e/ou por meio de decisão legal (eleição). Essa última, pode ser

influenciada pelo capital social do ator. Os objetivos são definidos com base na

expectativa de direito e de benefício que cada agente possui ou na percepção que ele

tem sobre o futuro.

Nesse estudo, os usuários da irrigação, a demanada humana e industrial foi

representado de forma agregada em seus setores. Resultados psicológicos demonstraram

que a atuação em grupo difere da individual e, consequentemente, as decisões em grupo

não são obrigatoriamente uma simples soma das decisões individuais, quando esses

escolhem sozinhos (KOCHER; SUTTER, 2005). Os grupos tomam decisões mais

racionais, mais rápidas e possuem uma memória mais acurada das escolhas passadas

frente aos indivíduos (KOCHER; SUTTER, 2007).

Desse modo, têm-se como setores usuários:

i. Abastecimento Urbano – Representado pelos usuários urbanos (famílias,

indústrias, comércio, serviços e turismo). Os usuários da indústria, comércio,

serviços e turismo se estabelecem nesse setor para garantir o seu objetivo de

maximizar os benefícios do uso da água. Esse setor tem alta aversão ao risco de

falha e busca garantir o acesso à água, colocando-se como uma demanda

prioritária isto é, aquela no período de escassez será dada preferência para o uso

da água.

ii. Setor de irrigação – Esse setor é formado pelos usuários da irrigação e busca

garantir seu lucro através do uso da água no presente e da defesa da utilização de

culturas permanentes.

Sistema Político-Institucional

Esse sistema foi construído com três componentes: (i) modelo de alocação de

água; (ii) mecanismo de compensação financeira; e, (iii) modelo cobrança-

compensação. Cada um deles está descrito a seguir:

a) Modelo de alocação de água – O modelo de alocação estabeleceu como se dará a

utilização da água no caso da oferta ser menor que a demanda. Sendo a alocação

realizada com um mecanismo administrativo.

b) Mecanismo de compensação financeira– Esse mecanismo foi acionado conforme o

estado de seca do reservatório, o qual é definido através dos índices de seca.

63

c) Modelo cobrança-compensação – Esse modelo buscou apresentar elementos para

que o sistema de cobrança possa incorporar o custo da compensação financeira. Esse

custo pode ser financiado pelos usuários, pelo poder público ou dividido entre eles. Essa

é uma decisão política.

Com base no modelo de representação, os procedimentos metodológicos podem

ser divididos em cinco fases: (i) Situação de Aplicação, (ii) Alocação de água e

Avaliação da Transferência de Risco, (iii) Mecanismo de Compensação Financeira e

(iv) Avaliação do Mecanismo Financeiro (v) Modelo Cobrança-Compensação.

Figura 9 – Fases dos procedimentos metodológicos.


3.3 Situação de aplicação

As análises deste estudo foram baseadas no sistema Jaguaribe-Metropolitano por

ser o principal sistema de reservatórios do estado do Ceará. Essas análises serão

desenvolvidas para duas situações de aplicação: (i) Modelo Agregado; (ii) Modelo

Desagregado. O modelo agregado será utilizado para construir e avaliar o mecanismo

financeiro enquanto que, o modelo desagregado será empregado para aplicar o

mecanismo levando em considerações restrições oriundas de um sistema real.

3.3.1 Caracterização do Sistema Jaguaribe-Metropolitano

O sistema Jaguaribe-Metropolitano surge com a construção do eixo de

integração da Bacia do rio Jaguaribe com a Região Metropolitana de Fortaleza (RMF)

conhecido como Eixão das Águas (Figura 10).

64

Figura 10 - Representação do Sistema Jaguaribe-Metropolitano e trechos do Eixão das

Águas.

Fonte: SRH, 2013.

A bacia do rio Jaguaribe compreende aproximadamente 48% do Estado do Ceará

com área de 72 mil km2. Devido a sua extensão e para facilitar o processo de gestão, ela

foi dividida em cinco sub-bacias, são elas: Alto Jaguaribe, Banabuiú, Médio Jaguaribe,

Salgado e Baixo Jaguaribe.

Atualmente, a bacia do rio Jaguaribe possui uma demanda hídrica de 31,26 m³/s.

Deste total, 52% correspondem ao setor de irrigação e 41% ao Eixão das Águas. A

irrigação representa cerca de 90% da produção agrícola da bacia com ênfase na

fruticultura irrigada. Dentre as principais culturas, destacam-se o arroz inundado,

fruticultura em geral, feijão, milho, banana e hortaliças (BRASIL, 2011). Nessa bacia,

localizam-se 15 perímetros de irrigação, dentre os quais, destacam-se o perímetro do

Jaguaribe – Apodi (DIJA) e o perímetro de Morada Nova.

A bacia do Jaguaribe são perenizadas pelos açudes Orós, Banabuiú e Castanhão

que somam uma capacidade de acumulação de 10.241,00 hm³ (Figura 11). O primeiro

65

pereniza um trecho de 109,24 km, o açude Banabuiú pereniza um trecho de 135,90 km e

o Castanhão um trecho de 150,34 km (SILVA, 2006). Esses vales englobam 19

municípios são eles: Alto Santo, Aracati, Banabuiú, Fortim, Icó, Iguatu, Itaiçaba,

Jaguaretama, Jaguaribara, Jaguaribe, Jaguaruana, Limoeiro do Norte, Morada Nova,

Orós, Quixelô, Quixeré, Russas, São João do Jaguaribe e Tabuleiro do Norte.

Figura 11 - Capacidade de acumulação dos reservatórios que perenizam os Vales do

Jaguaribe e Banabuiú.

Fonte: SRH (2013).

Na bacia do Jaguaribe tem-se uma população total de 662.891 habitantes,

segundo o Censo Demográfico de 2010 (IBGE, 2012), sendo os municípios de Iguatu

(Alto Jaguaribe) e Aracati (Baixo Jaguaribe) os mais populosos (Figura 12).

O PIB, a preço correntes, dos Vales do Jaguaribe e Banabuiú somou 4,9 bilhões

de reais no ano de 2010. Esse PIB cresceu cerca de 1 bilhão de reais num período de 4

anos (IBGE, 2010). O crescimento do PIB pode ser considerado tímido se levarmos em

conta o crescimento do PIB do estado do Ceará, que praticamente dobrou para o mesmo

período, entre os anos de 2004 e 2008 (BRASIL, 2011). Porém, considerando que a

água é um fator de ligação entre os diversos setores econômicos e que as mudanças

(crescimento ou recuo) de algumas atividades afetam diretamente outros setores

produtivos, pode-se inferir que o crescimento do PIB mostra um indício de aumento da

demanda por água na bacia.

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

Orós Banabuiú Castanhão

Ca

pa

cid

ad

e (h

m³)

Reservatórios

66

Figura 12 - População total residente do Vale Perenizado do Jaguaribe e Banabuiú

(habitantes).

Fonte: IBGE (2012).

A região hidrográfica das bacias Metropolitanas ocupa 10,13% do território

cearense e compreende um conjunto de 16 bacias independentes distribuídas por 31

municípios. A consolidação da oferta hídrica destas Bacias engloba 15 reservatórios, os

quais possuem capacidade maior que 10 milhões de metros cúbicos (CEARÁ, 2009).

A RMF, especificamente, inclui os municípios de Aquiraz, Cascavel, Eusébio,

Fortaleza, Guaiúba, Itaitinga, Maracanaú, Maranguape, Pacajus, Pacatuba, Pindoretama

e São Gonçalo do Amarante. Ela possui 4.563.773 habitantes dos quais 73% são

residentes de Fortaleza.

O sistema de abastecimento da Região Metropolitana de Fortaleza (RMF), aqui

considerado, é composto por cinco reservatórios que somam uma capacidade de

acumulação de 871 hm³ (Tabela 1), são eles: Gavião, Pacoti e Riachão, Pacajus e

Aracoiaba, sendo estes reservatórios interligados por canais e adutoras. No entanto,

devido às políticas de industrialização do Estado, a demanda industrial da RMF

aumentou substancialmente (COGERH, 2010).

Com isso, o abastecimento desta região tem sido atendido por águas provenientes

da transposição de bacias através do Canal do Trabalhador e pelo Eixão das Águas. Essa

infraestrutura constitui-se de um complexo de estação de bombeamento, canais, sifões,

adutoras e túneis e está dividida em cinco trechos.

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

Ha

bit

an

tes

Municípios

67

A transposição das águas inicia a jusante da barragem do Açude Castanhão,

localizado na bacia do Jaguaribe e terminam nos Açudes Pacoti, Riachão e Gavião,

reservatórios integrantes do Sistema de Abastecimento de Água da RMF. O canal de

transposição estende-se por 255 km atingindo o Complexo Industrial e Portuário do

Pecém (CIPP), localizado no município de São Gonçalo do Amarante na RMF.

Tabela 1- Capacidade dos reservatórios utilizados na Região Metropolitana de

Fortaleza.

Reservatórios Municípios Capacidade (hm³)

Aracoiaba Aracoiaba 170,7

Pacajus Pacajus 240,0

Pacoti Horizonte 380,0

Riachão Itaitinga 47,0

Gavião Pacatuba 32,9

Total 871,00 Fonte: Dados da FUNCEME (2014).

A demanda hídrica da RMF é composta pelo abastecimento humano, indústria,

serviços e turismo.

O setor industrial encontra-se distribuído ao sul, entre os municípios de

Horizonte e Pacajus, e na porção oeste onde se situa o Complexo Industrial Porto do

Pecém (CIPP), em que as empresas integrantes são: Energia Pecém com demanda atual

de 0,50 m³/s, Termo Ceará com demanda atual de 0,013 m³/s e Endesa com demanda

atual de 0,103 m³/s. Há, também, um aglomerado industrial localizado no município de

Maracanaú e um corredor industrial de formação antiga situado a oeste do município de

Fortaleza que se estabelece dentro da demanda hídrica humana desse município.

Neste estudo, a demanda hídrica da RMF foi composta pelo volume demandado

pelas Estações de Tratamento de Água (ETA Oeste e ETA Gavião), pelas demandas

atendidas pelos reservatórios de Pacajus e Pacoti-Riachão e pela demanda industrial,

(Tabela 2).

3.3.1 Situação de Aplicação 1: Modelo Agregado

Esta é uma situação virtual onde o reservatório Orós é considerado como único

reservatório da bacia do Jaguaribe e sua vazão máxima alocável (Q90) é distribuída

68

entre dois usuários: a irrigação (principal setor usuário da bacia do Jaguaribe) e o

abastecimento urbano (representando a demanda de Fortaleza). Para isso, admitiu-se

que a demanda urbana correspondeu a 30% da demanda total e ao setor de irrigação

aplicou-se 70% da demanda total.

O Orós está localizado na bacia do Alto Jaguaribe e foi escolhido em virtude de

possuir a maior quantidade de dados consistentes disponíveis dentre os reservatórios

dessa área. Segundo Araújo (1990), antes da construção do açude Castanhão, o açude

Orós era o maior reservatório do Estado do Ceará em capacidade de acumulação de

água e tinha como finalidades a perenização do rio Jaguaribe, a irrigação do Médio e

Baixo Jaguaribe, a piscicultura, a irrigação de culturas agrícolas de áreas de montante, o

turismo e o abastecimento da Região Metropolitana de Fortaleza- RMF.

Tabela 2 - Demanda de abastecimento urbano da RMF.

Usuários Demanda hídrica* (m³/s) Fonte hídrica

ETA Oeste 1,00

Gavião

ETA Gavião 8,80

Distrito Industrial 0,70

Complexo Industrial Porto do

Pecém (CIPP) 0,88

Ambev 0,05

Pacoti-Riachão Abastecimento de Itaitinga,

Horizonte, Pacajus e Choro 0,28

Curtume 0,01

Pacajus Estação de Bombeamento Ererê 0,14

Abastecimento de Cascavel e

Beberibe 0,40

Total 12,26 -

Fonte: Elaboração própria. *Informações concedidas pela COGERH em janeiro de 2015.

3.3.2 Situação de Aplicação 2: Modelo Desagregado

O modelo desagregado foi representado pelo sistema Jaguaribe-Metropolitano

de forma integral, isto é, considerando todos os seus reservatórios estratégicos e suas

demandas. Ele foi construído por meio de um diagrama unifilar, no qual os reservatórios

69

são simbolizados por triângulos, as demandas por quadrados e os círculos correspondem

aos nós de confluência ou passagem de água (Figura 13).

Figura 13 - Diagrama Unifilar do Sistema Jaguaribe-Metropolitano.


Para construir esse modelo utilizou-se o programa Acquanet desenvolvido pelo

laboratório de Sistema de Apoio à Decisão da Escola Politécnica da USP (LABSID,

2002). Esse programa funciona com uma estrutura modular constituída de um módulo

base, denominado AcquaNet e de módulos para cálculo de alocação de água, avaliação

da qualidade da água, determinação de alocação de água para irrigação, produção de

energia elétrica e consideração de valores econômicos nas decisões de alocação

(PORTO et al, 2014).

70

O ACQUANET simula a operação dos hidrossistemas (reservatórios e

demandas) e a alocação de água pela aplicação de um sistema de prioridades e custos

otimizados pelo algoritmo Out-of-Kilter.

As prioridades podem ser ordenadas entre 1 e 99 considerando que quanto

menor o valor numérico maior a prioridade. A ordem de prioridade das demandas

funciona no modelo quando não é possível atender todas simultaneamente. Assim,

quando a quantidade de água é insuficiente para atender a todas as demandas, os

usuários que tem o maior valor para a prioridade deixam de ser atendidos primeiramente

e dividem proporcionalmente entre si a quantidade de água disponível.

3.4 Alocação de água e Análise da Transferência de Risco

Essa fase da metodologia foi realizada conforme a Figura 14. Essa fase inicia

com a operação do reservatório para definição da vazão disponível para alocação. Em

seguida, realiza-se a alocação entre os setores usuários, estima-se os benefícios

financeiros e faz-se a análise da transferência de risco entre os setores.

Figura 14 - Fluxograma dos procedimentos metodológicos para a alocação de água e

análise da transferência de risco.


71

3.4.1 Alocação de Água

A alocação de água foi realizada com base em dois métodos de rateio da

disponibilidade hídrica: rateio linear e sistema de prioridade. O rateio linear foi utilizado

como método base pois, ele permite que os usuários tenham as mesmas garantias

hídricas e, assim não ocorra transferência de risco.

A tomada de decisão da alocação foi realizada em julho, uma vez que, no

semiárido, o ano tem dois ciclos: o primeiro semestre onde há a possibilidade de

ocorrência de vazões significativas e o segundo semestre em que os rios apresentam

vazão zero. Assim, a disponibilidade de água superficial é única e exclusivamente da

água oriunda dos reservatórios o que implica que conhecer os estoques de água em julho

é conhecer a disponibilidade hídrica superficial dessa região, nesse segundo semestre.

Contudo, devido às especificidades de cada situação de aplicação, o

detalhamento desse modelo foi descrito separadamente para cada caso nos capítulos

subsequentes.

3.4.2 Análise da transferência de Risco

A transferência de risco foi avaliada por meio da diferença dos benefícios

financeiros alcançados por cada setor usuário na alocação realizada com prioridade de

uso e no método de alocação com rateio linear das disponibilidades hídricas, conforme

apresentado nas equações a seguir:

Em que:

- É o benefício financeiro obtido pelo setor usuário k utilizando o método do rateio

linear (RL) na alocação de água;

– Corresponde ao benefício financeiro obtido pelo setor usuário k com o método de

alocação com prioridades (PR);

k – representa cada um dos setores usuários de água;

72

- É a diferença de benefícios entre os dois métodos de rateio de disponibilidade

hídrica pelo setor urbano;

- Representa à diferença de benefícios entre os dois métodos de rateio de

disponibilidade hídrica pelo setor de irrigação;

TR - é o risco transferido.

Para esse estudo, os benefícios foram calculados utilizando as funções propostas

por Souza Filho e Brown (2009) que foram geradas a partir da integração das curvas de

demanda do abastecimento urbano e da irrigação. Contudo, em outros estudos essas

funções podem ser atualizadas ou redefinidas, no caso de outros locais de aplicação.

A curva de demanda da irrigação (Figura 15) foi construída por meio da relação

entre o volume de água demandado pelos irrigantes do Jaguaribe e o valor da água. Esse

valor representa a capacidade de pagamentos dos irrigantes a qual foi estimada com

base nos dados obtidos pelo estudo de definição e implementação da política tarifária de

água bruta no estado do Ceará da SRH (2002a).

A curva de demanda urbana foi calculada usando um formulário municipal

padrão funcional de água, onde P representa o preço da água que corresponde a um

volume de demanda Q, o índice 1 se refere a uma realização específica (ponto de dados)

da relação preço-demanda e elasticidade-preço da demanda obtida de SRH

(2002b)

As funções benefícios utilizadas nesse estudo estão expostas nas formulações 12

e 13:

(12)

Em que:

– Função benefício da irrigação em milhões de reais no ano t;

– Função benefício do abastecimento urbano em milhões de reais;

– Vazão atendida da irrigação, em hm³/ano;

- Vazão atendida do setor de abastecimento urbano, em hm³/ano.

73

A transferência de risco define os recursos financeiros que um setor estaria

satisfeito em receber e que o outro setor estaria disposto a transferir. Ou seja, as perdas

de um setor e os ganhos do outro setor.

Figura 15 - Curva de demanda dos irrigantes da bacia do Jaguaribe - Ceará.

Fonte: Souza Filho e Brown (2009).

3.5 Mecanismos de Compensação Financeira

Nessa fase da metodologica, inicialmente define-se os limiares do estado de seca

do reservatório ou sistema hídrico (situação de aplicação 2). O estado de seca detectado

será utilizado para acionar ou não o mecanismo financeiro. O valor da compensação foi

estimada com base nos benefícios financeiros do usuário (Figura 16).

Figura 16 - Procedimentos metodológicos do mecanismo de compensação financeira.


74

3.5.1 Estimativa da Compensação Financeira

O mecanismo financeiro proposto é uma vertente do seguro indexado, isto é, ele

foi associado a um gatilho que estabelece o estado de seca do sistema sobre o quais as

compensações foram estimadas (Figura 17). Para este estudo, foram delineados quatro

estados de severidade de seca: seca moderada, seca severa, seca extrema, seca

excepcional. Esses níveis de severidade estão associados à categoria da seca e,

consequentemente, aos limiares do gatilho. Assim, quando o gatilho indicar algum

estado de seca no reservatório, aciona-se o mecanismo e o usuário de água recebe uma

compensação.

Figura 17 - Regra de operação do mecanismo financeiro.


O valor da compensação financeira aumenta à medida que a seca se torna mais

severa. A seca moderada corresponde à fase de menor impacto aos agentes sociais e

econômicos. A seca severa pressupõe a persistência da seca. O terceiro estado marca o

agravamento desse evento, podendo gerar uma situação crítica de escassez hídrica aos

agentes, enquanto que a seca excepcional é situação mais grave e que pode gerar

impactos sociais e econômicos de longo alcance.

A compensação para cada estado de seca foi estimada com base no valor

máximo da série de diferença de benefícios obtidos com o método de rateio linear e de

prioridades (Equação 10) sendo calculado para cada estado de severidade de seca

conforme a Tabela 3.

75

Tabela 3 - Estimativa das compensações financeiras.

Estado de Seca Compensação (R$)

Normal 0,00

Seca Moderada 20%

Seca Severa 40%

Seca Extrema 60%

Seca Excepcional 80%


3.5.2 Limiares da Compensação Financeira: Estado do Sistema Hídrico

A alocação de água realizada em período de escassez hídrica impõe restrições de

usos e, assim, perda de garantia hídrica para usuários de uma mesma categoria. Com

isso, propõe-se que os usuários que assumiram o risco de falha recebam uma

compensação financeira.

Para definir os anos em que esse mecanismo será ativado ou “desligado” faz-se

necessário identificar o estado das águas superficiais do sistema hídrico. Esse estado

será definido com o uso de um gatilho que possa fixar os limites em relação à

severidade da seca no sistema ao longo dos anos.

Desse modo, neste estudo, serão testados os seguintes gatilhos: índices de seca e

nível de racionamento.

3.5.2.1 Índices de seca

Os índices de seca são gatilhos que visam a identificar o estado do reservatório

em várias escalas temporais baseados na precipitação (Standardized Precipitation Index

- SPI), na vazão (Standardized Runoff Index - SRI) e no volume do reservatório (índice

sintético - IS). O primeiro foi desenvolvido por McKee et al, (1993, 1995), o SRI por

Shukla e Wood (2008) enquanto que, o último é uma adaptação do indicador de estado

(IE) elaborado por Estrela et al. (2006).

O SRI é considerado um complemento do SPI para retratar os aspectos

hidrológicos da seca, pois, ele incorpora processos que determinam defasagens sazonais

na influência do clima na vazão (SHUKLA e WOOD, 2008).

76

i. Gatilhos baseado na precipitação e na vazão

Para a determinação do SPI e do SRI, em uma escala de tempo escolhida,

ajustou-se uma distribuição de probabilidade para os dados de entrada do modelo para

em seguida, serem estimados os valores da distribuição de probabilidade

correspondente. Por último, esses valores de probabilidade acumulada foram

convertidos para uma variável normal reduzida.

Os dados de entrada para a determinação do SPI e do SRI são a série de

precipitação média anual e as vazões afluentes (descrita no modelo de alocação de água)

do reservatório, respectivamente.

Para o cálculo da precipitação média, utilizaram-se os registros pluviométricos

dos postos da rede de monitoramento da Fundação Cearense de Meteorologia e

Recursos Hídricos e Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste, localizados

internamente e nas proximidades das bacias. O cálculo foi efetuado com o método dos

polígonos de Thiessen (áreas de “domínio” de um posto pluviométrico) que consiste em

atribuir um fator de peso aos totais precipitados em cada posto pluviométrico,

proporcionais à área de influência de cada um.

Ai

PiA

P

i

Onde:

Pi é a precipitação de cada posto pluviométrico (mm);

P é a precipitação média;

∑Ai: Soma das áreas de todos os polígonos;

Ai: Área do polígono.

A distribuição de probabilidade utilizada no ajuste dos dados foi a gama de

dois parâmetros, definida por:

em que α> 0 é o parâmetros de forma, β> 0 o parâmetro de escala, x é a variável

aleatória em estudo. A função gama está descrita pela equação 16.

∫

77

A distribuição gama só está definida para x> 0 logo, quando um dado mês

apresenta valores nulos, faz-se necessário o uso de uma distribuição mista, dada por:

onde G(x) é uma função gama incompleta, que é a função de distribuição estimada a

partir dos valores não nulos da série de dados utilizada e q a probabilidade de zeros na

amostra. Com isso, o SRI e o SPI são definidos como:

[ ]

Em que, φ a função de distribuição normal reduzida.

O SPI e o SRI foram calculados para a escala temporal de 12 meses, 24 meses e

36 meses. As escalas de tempo utilizadas para esse cálculo estão diretamente

relacionadas com o tempo necessário para que os efeitos da seca sejam sentidos sobre os

diferentes setores de atividades e sobre os recursos hídricos em geral.

ii. Índice baseado no volume do reservatório

O gatilho elaborado com base no volume do reservatório (IS) foi formulado

considerando o mês de julho como referência (Equação 19).

Se

*

+

e se

Em que:

Vi é o volume armazenado no mês de julho após a operação do reservatório;

Vmed corresponde ao valor médio armazenado no mês de julho após a operação do

reservatório obtido da série histórica;

Vmax é o volume máximo armazenado no mês de julho após a operação do reservatório;

Vmin é o volume mínimo armazenado no mês de julho após a operação do reservatório.

Suplementarmente calculou-se o IS alterando o volume médio pelo volume

mediano objetivando reduzir o efeito do dimensionamento do reservatório.

78

iii. Estado das águas do reservatório

Os limites que marcam o estado das águas superficiais do sistema hídrico foram

estabelecidos por McKee et al. (1993, 1995), Shukla e Wood (2008) e Estrela et al.

(2006), conforme apresentado na Tabela 4, e têm sido adaptados por outros autores

conforme a região para os quais foram elaborados.

Tabela 4 - Estado do Sistema e limiares dos índices.

Estado SPI e SRI IS (médio e mediano)

Normal > -0,79 > 0,5

Seca Moderada -0,80 a -1,29 0,50 a 0,31

Seca Severa -1,30 a -1,59 0,30 a 0,16

Seca Extrema -1,60 a -1,99 0,15 a 0,076

Seca Excepcional ≤ -2,00 ≤ 0,075

Fonte: Adaptado de McKee et al. (1993, 1995), Shukla e Wood (2008) e Estrela et al. (2006).

iv. Análise da eficiência dos gatilhos

Os índices construídos foram analisados quanto à capacidade de detectar algum

estado de seca no sistema hídrico por intermédio da aplicação do método de análise de

contingência (Tabela 5) com quatro cruzamentos:

(a) - O evento de seca foi observado e detectado.

(b) - O evento de seca não foi observado, porém, foi detectado;

(c) - O evento de seca foi observado, porém, não foi detectado;

(d) - O evento de seca não foi observado e não foi detectado.

Os registros de monitoramento dos níveis do reservatório foram considerados

como observação. Para efeito de comparação, esses dados foram padronizados e

transformados em um índice adimensional chamado índice de estado (IE). A construção

desse índice segue a formulação apresentada na Equação 19 sendo que, nesse caso,

utiliza-se o volume medido no monitoramento do reservatório.

79

Tabela 5 - Método de análise de contingência.

Observação

Sim Não FAR

Índic

es

Sim

a b

b / (a + b)

Não

c d

POD a /(a + c)

Fonte: Adaptado de Amanajas (2008).

A análise de contingência permitiu analisar tanto a probabilidade de detecção do

evento de seca (POD) quanto a razão de falso alarme (FAR). O POD mostra o

desempenho dos índices quanto à identificação de um evento de seca. Assim, o melhor

desempenho ocorrerá quando o POD for igual a 100%. A razão de falso alarme

corresponde à proporção dos eventos de seca identificados pelos índices que não se

materializaram (SCHAEFER, 1990).

3.5.2.2 Nível de Racionamento

O gatilho baseado no nível de racionamento foi elaborado considerando a vazão

disponível para alocação ( obtida com a operação do reservatório (item 4.1).

As faixas que marcam o estado das águas superficiais do reservatório são

limitadas por um percentual da retirada máxima (considerada o valor do Q90 no modelo

agregado). Esse percentual foi denominado de coeficiente de racionamento (Crac) e

decrescem conforme aumenta a severidade da seca (Tabela 6).

Tabela 6 - Limiares do gatilho Nível de Racionamento.

Estado Limites

Normal

Seca Moderada (Crac2 x ) < (Crac1 x )

Seca Severa (Crac3 x ) < (Crac2 x )

Seca Extrema (Crac4 x ) < (Crac3 x )

Seca Excepcional ≤ (Crac4 x )


80

3.6 Avaliação do desempenho do Mecanismo

O desempenho do sistema foi avaliado com o uso de dois indicadores, eficiência

econômica e equidade (justiça alocativa), descritos na base conceitual. Para efeito de

análise, o benefício dos usuários de água foi utilizado como proxy do bem-estar.

O critério de eficiência utilizado foi o de Kaldor-Hicks. Com base na sua

definição, o sistema é eficiente quando os ganhadores são capazes de compensar os

perdedores e ainda resguardar para si algum benefício da mudança melhorando o bem-

estar social. Desse modo, a eficiência alocativa (e) foi alcançada quando o sistema

obteve o máximo benefício social.

∑

em que,

BT corresponde ao benefício total do sistema.

i corresponde a todos os anos da série histórica

A justiça alocativa foi avaliada por intermédio do critério da justiça utilitarista e

do critério de justiça de Rawls (justiça com igualdade).

A justiça utilitarista requer que a utilidade entre todos os indivíduos seja a

mesma. Essa condição garante alcançar o máximo de utilidade agregada por meio da

soma da utilidade dos agentes (Equação 21).

j ∑

em que, jU corresponde a justiça utilitarista;

u(i) representa a utilidade do usuário i.

A utilidade do agente usuário foi medida como a razão entre o benefício do

agente () em dada uma situação e o benefício máximo do usuário, caso não houvesse

limitação de oferta. Essa utilidade pode ser expressa por:

O critério de justiça de Rawls estabelece que pode haver desigualdades entre os

agentes desde que essa desigualdade na alocação sirva para melhorar as condições do

setor mais desfavorecido pela mesma. Esse critério foi descrito através da expressão 23:

81

onde,

jR representa o critério de justiça de Rawls;

Burb é o benefício financeiro obtido pelo setor de abastecimento urbano em milhões de

reais;

Birr corresponde ao benefício financeiro obtido pelo setor de irrigação em milhões de

reais.

3.7 Modelo de Integração Cobrança-Compensação Financeira

O modelo cobrança-compensação financeira foi construído no intuito de

desenvolver uma base conceitual para articular esses dois instrumentos. Para isso,

adotou-se uma metodologia do tipo exploratória e, procedeu-se uma análise qualitativa

das informações obtidas, tendo sido efetuados os seguintes procedimentos:

Levantamento bibliográfico de trabalhos científicos concernentes à temática

em estudo, cujos conceitos fundamentais estão descritos no referencial teórico;

Entrevistas com interlocutores-chave da esfera do poder público estadual, no

mês de janeiro de 2014.

82

4 MODELO AGREGADO

Nessa seção estão apresentados a metodologia referente a alocação de água, os

resultados e as considerações da aplicação do mecanismo financeiro no modelo

agregado.

4.1 Alocação de água

4.1.1 Operação do reservatório

A operação do reservatório é o primeiro passo da alocação da água estocada. Ela

tem por objetivo definir a vazão a ser liberada para se atender a uma demanda, em

função do estado atual do reservatório. Nessa situação, a vazão disponível para a

alocação entre o abastecimento urbano e a irrigação foi determinada utilizando dois

cenários de operação do reservatório: vazão zero e previsão de vazão. Esses cenário

foram simulados utilizando o programa MATLAB® da MathWorks.

4.1.1.1 Vazão Zero

O sistema hídrico foi simulado com vazões afluentes zero (estado mais crítico

para o sistema) no segundo semestre do ano (futuro conhecido de seis meses). Essa

hipótese é aplicada devido ao comportamento de aversão ao risco do decisor e aos

menores benefícios estão associados a ela.

A simulação foi realizada ao longo dos 24 meses seguintes a tomada de decisão

(em julho). Para atender a necessidade de regularização plurianual, manteve-se nos

reservatórios a quantidade de água que satisfizesse as demandas humanas no ano

seguinte, sem racionamento. A demanda urbana é uniforme em todo o ano, enquanto a

demanda agrícola está concentrada no período de agosto-dezembro, meses de irrigação.

As retiradas foram sujeitas a restrições de continuidade com base em um balanço

de massa do reservatório, conforme pode ser visto na equação 24:

Em que I é a afluência, E é a evaporação, A é a área do espelho d‟água, S é o vertimento

(retirada de água não controlada), t é o mês e Rt representa a retirada controlada.

83

Foram utilizados os dados de evaporação disponível no banco de dados das

normais climatológicas do INMET (1960-1990)considerando a cidade de Iguatu. Esses

dados são observados em evaporímetros de pichê com distribuição mensal. Para

representar a evaporação sobre o reservatório adotou-se um coeficiente de oitenta por

cento (80%) dos valores da variável evaporação média.

As variáveis de fluxo do reservatório são o armazenamento (V) e a afluência (I).

A variável de decisão é a retirada, Rt, que está condicionada por uma retirada máxima,

Rmax (Equação 25).

Assim, as decisões de retirada de água do reservatório foram realizadas em julho

com base nos pressupostos de vazões afluentes e demanda.

4.1.1.2 Previsão de Vazão

A previsão de vazão tem por objetivo reduzir o erro da utilização da série

histórica tanto na estimativa do valor esperado, como na redução da dispersão das

vazões utilizadas para a construção de um cenário de alocação (Souza Filho, 2005).

Nesse cenário, as vazões afluentes em cada ano foram definidas através do modelo de

previsão climática de vazão desenvolvida por Souza Filho e Lall (2003 & 2004).

O modelo de previsão climática utiliza metodologia estatística semi-paramétrica.

Indicadores do estado climático, tais como, a temperatura da superfície do mar do

oceano Pacífico (região do El Niño) e do Atlântico (região intertropical), são utilizados

para prever as vazões afluentes a reservatórios do Nordeste Setentrional Brasileiro.

A simulação é realizada para o período de 24 meses com início no mês de julho.

Nesse mês, faz-se a previsão de vazões do período úmido do ano seguinte (janeiro a

junho) uma vez que, o rio é intermitente e suas vazões são zero no período de julho a

dezembro. Em janeiro, é emitida uma nova previsão e as decisões de liberação do

reservatório podem ser atualizadas. Com isso, na tomada de decisão da vazão

regularizada do reservatório pode-se utilizar essa previsão em combinação com os

níveis de água atuais do reservatório.

84

A operação com a informação climática possibilitou também a avaliação do

risco na alocação de água. Para isso, avaliou-se como se daria a alocação caso o tomador

de decisão aceitasse um risco de falha de 5% e 25% para o abastecimento urbano.

4.1.2 Alocação de água entre usos

A vazão anual alocável (retirada controlada) para o sistema foi distribuída entre

os dois setores usuários utilizando dois métodos de alocação, são eles: rateio linear e

sistema de prioridades.

4.1.2.1 Rateio Linear

O rateio linear (RL) foi aplicado no intuito de manter as mesmas garantias e,

consequentemente os mesmos riscos para os setores usuários. Neste método, a vazão

alocável do sistema foi distribuída para cada usuário de acordo com as expressões 28 e

29:

Onde: é a retirada controlada do sistema obtida após a operação do reservatório em

hm³/ano.

4.1.2.2 Sistema de prioridade

A vazão disponível para alocação foi distribuída entre os usuários por meio de

um mecanismo de prioridade (PR) que se caracteriza pela escolha prioritária de um

setor em detrimento de outros setores e de um segundo setor em detrimento dos

restantes e assim por diante. Nesse caso, leva-se em consideração a Lei Nacional de

Recursos Hídricos que expressa o seguinte como fundamento: “... em situações de

escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo humano e a dessedentação

de animais” (BRASIL, 1997).

85

Desta forma, considerou-se a prioridade do setor urbano em detrimento da

irrigação em épocas de escassez. Para esse método tem - se as seguintes condições:

Onde:

é a vazão urbana atendida no tempo t, em hm³/ano;

corresponde à vazão atendida do setor de irrigação no tempo t, em hm³/ano;

é a vazão de retirada do sistema no tempo t obtida na operação do reservatório, em

hm³/ano;

representa a demanda urbana de 180 hm³/ano;

é a demanda da irrigação de 420hm³/ano.

4.1.3 Desempenho da Alocação da Água

A regra de alocação entre usos adotada nesta pesquisa será avaliada quanto aos

seguintes critérios de desempenho:

Rendimento médio do setor usuário (hm³/ano) – Corresponde ao volume médio

alocado para cada setor usuário de água:

∑

Falha (frequência) – É a porcentagem do período de simulação (em anos) em

que o sistema não garantiu o atendimento da demanda. Ela foi obtida pela razão entre o

número de anos durante os quais o reservatório não pode suprir a demanda total

segundo a regra operacional adotada, e o número total de anos da simulação (n).

Falha volumétrica – É o volume percentual da demanda que não pôde ser

abastecida durante todo o período de simulação. Assim, tem-se:

Garantia percentual – É o percentual de tempo em que a demanda foi atendida.

86

Garantia volumétrica – É a razão entre volume ofertado e volume demandado.

Ela foi calculada pela expressão 34.

4.1.4 Análise da Incerteza das Vazões Afluentes

Conforme Studart e Campos (2001), as incertezas inerentes ao comportamento

aleatório das vazões naturais consistem em uma das maiores dificuldades com que o

processo de alocação de águas se defronta.

O caráter aleatório implica dizer que elas são geradas como se fosse um sorteio

ao acaso de um bloco de dados retirados do tempo. Com isso, se outra série for gerada

mediante alguns parâmetros estatísticos pertinentes à série histórica, essa nova série

seria equiprovável de ocorrência com a histórica. Além disso, as vazões da região do

semiárido nordestino possuem a particularidades do escoamento ser independente de

um ano para o outro, ou seja, o advento de um ano com um nível elevado de

precipitações não traz influência no volume escoado no ano seguinte (FARIAS, 2003).

Desse modo, para estudar a incerteza e subsidiar o planejamento da alocação de

água, será realizada a geração sintética de 30 séries de vazões afluentes com um período

de tempo de 30 anos.

As séries sintéticas foram construídas seguindo alguns passos:

i. Geração da variável aleatória - Foram gerados 30 séries com 30 anos de números

aleatórios uniformemente distribuídos de 0 a 1 com a função random do programa

MATLAB® da MathWorks;

ii. Ajuste da série histórica de vazão a uma distribuição de probabilidade - Segundo

Campos (1996), as distribuições de probabilidade que melhor se ajustam às séries de

vazões da região possuidora de rios intermitentes, são as distribuições Log-Normal e

Gamma de dois parâmetros, devido ao caráter assimétrico que as duas possuem. Assim,

para o ajuste dos dados foi aplicado o inverso da função gama de dois parâmetros,

conservando a média e desvio padrão da série histórica. A distribuição de probabilidade

da função gama tipo II está descrita na equação 35.

87

{

‐

‐

Onde, α> 0 é o parâmetro de forma, β> 0 o parâmetro de escala, x é a variável aleatória

em estudo. O alfa e beta foram obtidos com base na estatística da série histórica de

vazão conforme as expressões 38 e 39:

(

)

Onde,

é a média da série histórica de vazão afluente;

é o desvio padrão da mesma série.

iii. Obtenção das séries sintéticas de vazão mensal – As vazões em escala mensal

foram obtidas pela desagregação das vazões anuais obtidas conforme descrito

anteriormente. A desagregação foi realizada pelo Método dos Fragmentos (MF). Esse

método consiste na identificação de percentuais mensais dos volumes anuais escoadas.

É definida uma fração ideal para cada mês deste volume, esta fração ideal pode variar

com o total anual escoado. A equação 38 mostra como se dá o cálculo dos fragmentos.

(40)

Onde,

FQi,j é o percentual de contribuição de vazão do ano i;

QMi,j é a vazão histórica no ano i e mês j;

QTAj é a vazão histórica total escoado no ano do tipo j.

Com estes fragmentos desagrega-se cada ano da série sintética de vazões anuais

para vazões mensais por meio da equação 41:

Onde,

Qi é a vazão mensal gerada;

corresponde ao total anual gerado anteriormente.

88

4.2 Resultados

4.2.1 Alocação de Água

As afluências históricas ao reservatório Orós se concentram no período de

janeiro a julho com vazão zero a partir do mês seguinte (Figura 18). Elas apresentam

uma pronunciada variabilidade interanual com média histórica de 34,70 m³/s e

coeficiente de variação de 1,28m³/s (Figura 19) considerando o período de 1912 a 1996.

Também pode ser observada, nessa série, a variação decadal com um valor máximo de

70,84m³/s no período de 1917 a 1926 e mínimo de 17,00 m³/s na década de 1950 a

1959. Esta variabilidade pode estar associada a uma maior severidade dos eventos de

seca e cheia.

A curva de regularização pode ser visualizada na Figura 20. Nessa curva

verifica-se que a vazão com 90% de garantia corresponde a 50hm³/mês ou 600hm³/ano.

Essa vazão é usada como referência para legislação na área de Meio Ambiente e de

Recursos Hídricos em muitos Estados do Brasil e representa em média uma falha no

abastecimento a cada 10 anos. Ela é impactada pela variação entre décadas úmidas

impondo riscos operacionais ao hidrossistema o que ressalta a necessidade de aplicar a

gestão de risco em recursos hídricos, de adaptar as regras, os instrumentos e as

instituições que governam a relação entre os agentes socioeconômicos.

Figura 18 - Variação sazonal das afluências ao reservatório Orós representada pelos

valores mensais da média, mediana e quantis de 25% e 75%.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Afl

uên

cias

(m

³/s)

Meses

Média Q25 Mediana Q75

89

Figura 19 - Vazão média anual afluente do reservatório de Orós (1912 – 1996) em preto

e em cinza a média móvel de 10 anos.


Figura 20 - Curva de regularização do reservatório Orós.


A alocação de água foi realizada para dois cenários de operação do sistema

hídrico: vazão zero e previsão de vazão. A vazão com 90% de garantia foi considerada

como a retirada total do reservatório em virtude dessa vazão ser o volume máximo

outorgado.

A retiradas para cada setor usuário utilizando os dois métodos de alocação das

disponibilidades hídricas (rateio linear e rateio com prioridade) no cenário de vazão zero

estão apresentadas na Figura 21.

0

50

100

150

200

250

19

12

19

15

19

18

19

21

19

24

19

27

19

30

19

33

19

36

19

39

19

42

19

45

19

48

19

51

19

54

19

57

19

60

19

63

19

66

19

69

19

72

19

75

19

78

19

81

19

84

19

87

19

90

19

93

19

96

Afl

uê

nci

a M

éd

ia (

m³/

s)

Anos

90

Figura 21 - Vazão alocada com o mecanismo de prioridade e rateio linear (hm³/ano) no

cenário de vazão zero utilizando a série histórica de julho 1912 a julho 1996.


Observa-se que no rateio linear, nenhum dos setores foi submetido ao colapso

durante o período estudado enquanto que, no sistema de prioridades, a irrigação é

submetida a maiores falhas apresentando 10 anos da série histórica em que a oferta de

água foi completamente cessada a fim de fornecer a água para o abastecimento urbano.

Neste caso, um grande déficit na oferta de água para o setor supracitado levaria a um

custo social e econômico muito alto por isso, é necessário reduzir ou mitigar este risco,

o que pode ser realizado com o uso de instrumentos econômicos e financeiros.

91

Utilizando a previsão climática com risco de 5% e alocação por prioridade, a

irrigação esteve em colapso na mesma frequência de ocorrência do cenário de vazão

zero enquanto que, com o risco de 25% esse setor foi submetido ao colapso em apenas 5

anos (Figura 22).

Além disso, no cenário de vazão zero e alocação por prioridade, o rendimento

médio do sistema foi de 494,2hm³/ano. Com a utilização da previsão climática, esse

rendimento aumentou em 8,61 hm³/ano (Previsão com risco=5%) e 40,52hm³/ano

(Previsão com risco=25%), ou seja, mais água foi entregue ao sistema.

Nesse contexto, Guihan (2013) ressalta que ao visualizar os dados de previsão

climática através da lente da gestão das águas como ferramenta de apoio a decisão é

possível compreender melhor como os sistemas climáticos impactam os recursos

hídricos e alcançar uma maior eficiência na tomada de decisão pelos gestores.

Robertson et al. (2014) ressaltam que ela é um instrumento importante para subsidiar as

decisões de alocação de água em regiões semiáridas. Gong et al. (2010), expõe que essa

ferramenta permite que os gestores tomem decisões pró-ativas, em vez de decisões

reativas com base em hipóteses de condições críticas na operação de reservatórios.

O desempenho da alocação de água para o setor de abastecimento humano e

irrigação pode ser visualizado nas Tabelas 7 e 8.

Tabela 7 – Desempenho da alocação de água para o setor urbano no sistema de

prioridade considerando o modelo agregado.

Critérios Vazão Zero Previsão de Vazão

(Risco=5%)

Previsão de Vazão

(Risco=25%)

Rendimento médio (hm³/ano) 174,04 170,10 174,53

Garantia (Volume) 0,97 0,94 0,97

Garantia (Frequência) 0,88 0,88 0,94 Fonte: Elaboração própria.

Tabela 8 - Desempenho da alocação de água para o setor de irrigação no sistema de

prioridade considerando o modelo agregado.

Critérios Vazão Zero Previsão de Vazão

(Risco=5%)

Previsão de Vazão

(Risco=25%)

Rendimento médio

(hm³/ano) 321,38 333,93 361,41

Garantia (Volume) 0,77 0,80 0,86

Garantia (Frequência) 0,54 0,60 0,72 Fonte: Elaboração própria.

92

Figura 22 - Vazão alocada com o mecanismo de prioridade (hm³/ano) no cenário de

Previsão de Vazão em julho 1912 a julho 1996.


Observa-se, nas Tabelas 7 e 8, que a previsão climática aumenta a oferta de água

do sistema e da irrigação, entretanto, só fornece melhores rendimentos ao abastecimento

urbano quando se impõe um risco elevado. Em um sistema com tomadores de decisão

aversos a risco resultado talvez não justificaria o uso da informação climática porque é

93

preferível uma abordagem que minimize os riscos mesmo que ela gere arrependimentos

futuros quanto a água que poderia ter sido fornecida.

Para Kirchhoff et al. (2013), a governança e a estrutura institucional podem

servir como fatores favoráveisl para a captação de informações sobre o clima, mas, as

tolerâncias ao risco dos gestores de água parecem desempenhar o papel-chave para

facilitar ou dificultar o uso da informação. Eles exemplificam que no Arizona, a

percepção dos gestores quanto à vulnerabilidade dos recursos hídricos ajudou a motivar

o uso de informações sobre o clima em um quadro de gestão convencional. Em

contraste, o ceticismo (na Geórgia) e a aversão ao risco (no Ceará) impede a captação de

informações, apesar de potenciais quadros institucionais fornecidos pelo Sistema de

Gestão de Recursos Hídricos.

Comparando os dois métodos de alocação de água no cenário de vazão zero

verificou-se que o abastecimento humano possui um aumento de garantia hídrica com a

mudança do rateio linear para o sistema de prioridade de 0,14. Enquanto que, a garantia

volumétrica do setor de irrigação foi reduzida em 0,08 (Tabela 9).

Tabela 9 - Variação de rendimento e garantia hídrica entre o método de rateio linear e o

sistema de prioridade considerando o modelo agregado.

Critérios

Vazão Zero Previsão de Vazão

(Risco = 5%)

Previsão de Vazão

(Risco = 25%)

AU Irrigação AU Irrigação AU Irrigação

Rendimento

médio (hm³/ano) 25,42 -25,42 18,89 -18,89 13,75 -13,75

Garantia

(Volume) 0,14 -0,08 0,10 -0,04 0,08 -0,03


*AU = Abastecimento Urbano

Em suma, os dois cenários de alocação mostram garantias menores para a

irrigação e deficiências menos frequentes para o setor urbano quando se utiliza o

sistema de prioridade.

4.2.2 Análise da Transferência de Risco

Analisando as funções benefícios utilizadas nesse estudo percebe-se que a partir

de 293 hm³/ano, o setor de irrigação começa a ter o benefício marginal negativo, ou

seja, os benefícios diminuem com o aumento da vazão e, até 31 hm³/ano o setor urbano

94

possui benefício negativo. Por isso, considera-se benefício zero para vazões até 31

hm³/ano para o setor urbano; e o benefício máximo para vazões acima de 293 hm³/ano

(Figura 23).

Figura 23 - Benefício financeiro médio anual dos setores usuários de água considerando

as funções benefício de Souza Filho e Brown (2009) em milhões de reais.


Os benefícios alcançados pela irrigação e o abastecimento urbano nos dois

métodos de alocação de água para o cenário de vazão zero estão apresentados na Figura

24. A variação do benefício total tanto pelo sistema de prioridade quanto pelo método

de rateio é quase que totalmente absorvida pelo setor de irrigação.

O setor urbano obteve benefício médio anual 17,27 milhões de reais e 19,52

milhões de reais para o rateio linear e o sistema de prioridade, respectivamente.

Enquanto que a irrigação alcançou um valor médio de 9,29 milhões de reais com o

rateio linear e 8,22 milhões de reais no sistema de prioridade (Tabela 10).

Utilizando a informação climática, a irrigação teve um crescimento dos

benefícios médios tanto no rateio linear quanto no sistema de prioridade. Já o

abastecimento urbano, teve um decréscimo do benéfico médio quando foi usado o risco

de 5% (Tabela 10).

A variação dos benefícios mostra a transferência risco ocorrida entre dois

setores. Nesse caso, verificou-se que a irrigação perdeu 1,06 milhões de reais e o

abastecimento urbano ganhou 2,30 milhões de reais no cenário de vazão zero. Esses

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

0 59 109 159 209 259 309 359 409 459 509 559

Ben

efíc

io F

inan

ceir

o (

Mil

hões

de

Rea

is)

Volume Alocado (hm³)

Benefcío Irrigação Benefício Urbano

95

valores são explicados pela transferência volumétrica realizada do setor de irrigação

para o setor prioritário com média 25,42hm³/ano.

Figura 24 - Benefício médio anual obtido pelo uso da água pela irrigação e

abastecimento urbano nos dois mecanismos de alocação no cenário de operação com

vazão zero.


Em termos monetários, essa transferência média representa 3,36 milhões de reais

(Tabela 11). Observa-se também a transferência de risco tanto volumétrica quanto

monetária pode ser minimizada com o uso da informação climática.

96

Tabela 10 - Benefício médio do setor de abastecimento urbano e irrigação em milhões

de reais.

Cenários

Rateio Linear Sistema de prioridade

Abastecimento

urbano Irrigação

Abastecimento

urbano Irrigação

Vazão Zero 17,27 9,29 19,56 8,22

Previsão de Vazão

(Risco=5%) 17,33 9,06 18,93 8,36

Previsão de Vazão

(Risco=25%) 18,15 9,22 19,52 8,73


Tabela 11 – Transferência média de risco entre a irrigação e o abastecimento urbano.

Cenários

Benefícios (Milhões de Reais) Transferência de risco

IRRIGAÇÃO URBANO Monetária

(milhões de

reais)

Volumétrica

(hm³/ano)

Vazão Zero -1,06 2,30 3,36 25,42

Previsão de vazão

(Risco = 5%) -0,70 1,59 2,29 18,89

Previsão de vazão

(Risco = 25%) -0,48 1,37 1,85 13,75


Os valores expostos no cenário de vazão zero explicitam que durante os períodos

de escassez, a prioridade de uso definido na Lei impõe um risco ao usuário de menor

prioridade. No ato da alocação de longo prazo, todos os usos recebem água com a

mesma garantia (90%) e o sistema de prioridade impõe a redução de garantia para

alguns usos em favor do aumento de garantia para outros sem nenhum mecanismo de

compensação financeira ou de seguro. Isto é uma situação de inequidade em longo

prazo e uma incompatibilidade entre os mecanismos de alocação uma vez que existe

uma discrepância entre as garantias outorgadas e as garantias efetivas dos sistemas

hídricos.

Igualmente, o setor de irrigação planeja a instalação de sua produção com base

na garantia hídrica dada pelo Governo (Q90 para o estado do Ceará) e, enquanto

atividade que precisa de água para sua execução, a redução dessa garantia pode

ocasionar a desestruturação do processo produtivo e do modo de vida das famílias que

97

são dependentes da existência e uso deste para alcançar o desenvolvimento social e

econômico.

Para Francalanza et al. (2013), é importante observar que, muitas vezes, as

políticas públicas relacionadas à água priorizam determinados usos que se relacionam

com a geração de valor pelo sistema capitalista, sem interface com os problemas

distributivos do recurso que dizem respeito aos usuários de pouca capacidade de

pagamento. Com isso, faz-se necessário o desenvolvimento de políticas públicas ou de

instrumentos que promovam uma boa governança da água e reduzam as disparidades e

os conflitos entre os usos.

Desse modo, a transferência de risco existente entre os setores e, a consequente

inequidade do sistema mostram a necessidade de incorporar um mecanismo de gestão

de risco climático na alocação de água. Para Cutter e Emrich (2006), esse mecanismo

também seria uma forma de reduzir a vulnerabilidade social, uma vez que essa é

produto das desigualdades sociais.

4.2.3 Análise da incerteza nas vazões afluentes

A geração sintética de vazões afluentes fornece sequências hidrológicas

alternativas para o estudo da alocação de água. Elas devem ser geradas de modo a

reproduzir as propriedades estatísticas da série histórica. Desse modo, a Tabela 12

apresenta as análises estatísticas de média, desvio padrão, coeficiente de variação e

assimetria para as séries sintéticas de vazão ao reservatório Orós.

Observa-se nessa tabela que as vazões geradas em 27 séries sintéticas variam

menos, em relação a sua média, que as vazões da série histórica. Isso pode implicar na

possibilidade de retirar um volume de água maior do reservatório nos cenários de

alocação que utilizar essas séries.

Nesse contexto, Studart e Campos (2001) analisando incerteza em vazões

regularizadas no Nordeste mostra que reservatórios com vazões afluentes menos

variáveis regularizam maiores valores de vazão que aqueles que têm influxos mais

variáveis. Com base na assimetria percebe-se que a utilização de números aleatórios

uniformemente distribuídos entre 0 a 1 pode ter ocasionado valores de assimetria, em

geral, menores que da série histórica.

As vazões sintéticas foram utilizadas na operação do reservatório com vazão

zero no intuito de estabelecer qual seria a disponibilidade hídrica do sistema em cada

98

ano. Esse cenário foi escolhido por ser a estratégia de operação adotada na prática do

estado do Ceará.

Tabela 12 - Estatística das séries sintéticas de vazão afluente ao reservatório Orós no

período de 30 anos.

Séries Média Desvio padrão Coeficiente de

Variação Assimetria

Histórica 34,72 44,35 1,28 2,56

Sintética 1 54,73 49,39 0,90 0,63

Sintética 2 40,06 38,54 0,96 1,26

Sintética 3 39,55 32,61 0,82 1,34

Sintética 4 33,06 50,34 1,52 3,35

Sintética 5 51,87 74,36 1,43 2,10

Sintética 6 54,73 49,39 0,90 0,63

Sintética 7 28,94 28,46 0,98 1,39

Sintética 8 52,16 49,83 0,96 2,42

Sintética 9 33,98 43,83 1,29 2,77

Sintética 10 37,61 38,13 1,01 1,23

Sintética 11 29,75 27,24 0,92 1,61

Sintética 12 34,25 42,85 1,25 1,64

Sintética 13 37,65 37,15 0,99 2,22

Sintética 14 43,14 27,95 0,65 2,05

Sintética 15 29,51 33,24 1,13 1,80

Sintética 16 44,90 51,02 1,14 1,31

Sintética 17 33,93 34,07 1,00 1,90

Sintética 18 39,24 42,80 1,09 1,31

Sintética 19 25,78 24,46 0,95 1,03

Sintética 20 38,15 44,71 1,17 2,12

Sintética 21 56,75 54,63 0,96 1,65

Sintética 22 21,69 25,16 1,16 1,84

Sintética 23 38,72 45,69 1,18 1,51

Sintética 24 28,97 45,89 1,58 2,21

Sintética 25 36,26 44,57 1,23 1,55

Sintética 26 35,17 48,38 1,38 3,18

Sintética 27 53,82 50,82 0,94 1,17

Sintética 28 29,31 39,39 1,34 1,60

Sintética 29 27,35 27,44 1,00 1,53

Sintética 30 47,83 39,52 0,83 0,89


99

O volume anual disponível foi alocado por meio do mecanismo de rateio linear e

sistema de prioridade entre os dois setores usuários. Em média, o abastecimento urbano

recebeu 168hm³/ano (93,33% da demanda) e 116hm³/ano (64,44% da demanda) no

sistema de prioridade e rateio linear, respectivamente (Figura 25). Já o setor de irrigação

recebeu no máximo a média de 219hm³/ano no sistema de prioridade e 271hm³/ano

utilizando o mecanismo de rateio linear. Esses valores representam 52,14% e 64,52% da

demanda total desse setor (Figura 26).

Figura 25 – Média da vazão alocada para o abastecimento urbano no período de 30 anos

(hm³/ano).


Figura 26 – Média da vazão alocada para o setor de irrigação no período de 30 anos

(hm³/ano).


100

Com essas vazões alocadas, o setor urbano atingiu benefícios quase constantes

no sistema de prioridade (com média em torno de 25 milhões de reais) e a irrigação

obteve benefícios médios variando de 1,79 milhões de real a 8,67 milhões de reais

(Figura 27).

A maior transferência de risco foi obtida na série sintética 11 e a menor na série

sintética 21. Essa transferência variou, em termos monetários, de 0,81 a 5,78 milhões de

reais e, em termos volumétricos, de 17,96 a 85,81hm³/ano (Tabela 13). A média das

perdas monetárias da irrigação pode ser observada na Figura 27.

Conforme foi verificado na série histórica, com as séries sintéticas esse setor

também obteve perdas significativas ressaltando a necessidade da utilização de um

mecanismo de compensação financeira na alocação de água.

Tabela 13 - Transferência de risco entre o abastecimento e a irrigação considerando as

séries sintéticas de vazão número 11 e 21.

Série

Benefícios (Milhões de Reais) Transferência de risco

IRRIGAÇÃO URBANO Monetária

(milhões de reais)

Vazão

(hm³/ano)

Sintética 11 -4,96 +0,82 5,78 85,81

Sintética 21 -0,69 +0,11 0,81 17,96 Fonte: Elaboração própria.

Figura 27 - Média dos benefícios obtidos pelos dois setores usuários de água por meio

do sistema de prioridade.


0

5

10

15

20

25

30

35

40

Sin

téti

ca 1

Sin

téti

ca 2

Sin

téti

ca 3

Sin

téti

ca 4

Sin

téti

ca 5

Sin

téti

ca 6

Sin

téti

ca 7

Sin

téti

ca 8

Sin

téti

ca 9

Sin

téti

ca 1

0Si

nté

tica

11

Sin

téti

ca 1

2Si

nté

tica

13

Sin

téti

ca 1

4Si

nté

tica

15

Sin

téti

ca 1

6Si

nté

tica

17

Sin

téti

ca 1

8Si

nté

tica

19

Sin

téti

ca 2

0Si

nté

tica

21

Sin

téti

ca 2

2Si

nté

tica

23

Sin

téti

ca 2

4Si

nté

tica

25

Sin

téti

ca 2

6Si

nté

tica

27

Sin

téti

ca 2

8Si

nté

tica

29

Sin

téti

ca 3

0

Ben

efíc

io (

Milh

ões

de

Rea

is)

Urbano Irrigação Total

101

4.2.4 Mecanismo de compensação financeira

A compensação financeira foi obtida para o setor de irrigação devido a ele

assumir os riscos de falha no período de escassez hídrica. Para acioná-lo foi testado dois

gatilhos: os índices de seca e o nível de racionamento. Assim, o mecanismo foi

acionado sempre que o gatilho indicou algum estado de seca no reservatório.

4.2.4.1 Índices de seca

Os índices de secas foram elaborados no intuito de identificar o estado de seca

de um reservatório plurianual. Eles foram construídos considerando o ano hidrológico e

podem ser conferidos no Apêndice A.

Considerando o período de 1912 a 1996, o índice meteorológico detectou o

evento de seca durante 18, 21 e 20 vezes para as escalas de tempo de 12, 24 e 36 meses,

respectivamente (Figura 28).

A seca moderada foi detectada com maior frequência pelos índices sendo

verificada em seis anos para o SPI-12, em nove anos para o SPI-24 e para o SPI-36.

Enquanto que, a seca severa ocorreu uma vezes para o SPI-12 (1932), cinco vezes para

o SPI-24 (1920, 1932, 1942, 1953 e 1984) e para o SPI-36 (1933, 1943, 1959, 1960 e

1984).

O estado de seca extrema está marcado nos anos de 1942, 1951, 1958 e 1993

para o SPI-12. Já quando se observa a escala de tempo de 24 meses este estado é

apresentado em 1943, 1952, 1953, 1959 e 1983. O SRI-36 alerta para a seca extrema em

1944, 1953, 1954 e 1983. A seca excepcional foi identificada nos anos de 1915, 1919 e

1983 com o SPI-12 e em 1953 com o SPI-36.

O índice normalizado de escoamento identificou 18, 29 e 21 secas para escalas

de tempo de 12, 24 e 36 meses, respectivamente (Figura 29). A seca moderada também

foi o estado que obteve a maior frequência de ocorrência para este índice. Por outro

lado, ele não detectou nenhuma seca excepcional para o SRI-24 e apenas 3 vezes para o

SRI-12 (1920, 1984 e 1995) e 1 vez para o SRI-36 (1955).

O índice sintético foi dentre os três índices aquele que apontou para o maior

número de secas no período de 83 anos (Figura 30), sendo: 43 anos com o ISmediano e

42 com o ISmedia. O primeiro detectou seca moderada em treze anos, severa em

102

dezessete anos, extrema em seis anos e excepcional em sete anos. Enquanto que, o

ISmedia identificou esses mesmos estados em 12, 18, 6 e 6 anos, respectivamente.

Comparando os resultados dos índices com os volumes registrados no

monitoramento do reservatório (observação), excluída a severidade dos eventos,

verificou-se que o SPI-24 e SPI-36 apresentaram o melhor desempenho para o falso

alarme seguidos do ISmediana (Tabela 14). Em relação a probabilidade de detecção, o

ISmediana indicou o melhor resultado.

Tabela 14 - Análise dos índices de seca.

OBSERVAÇÃO (IE) POD FAR

SIM NÃO

SPI-12 SIM 4 3

30,8% 42,9% NÃO 9 19

SPI-24 SIM 3 1

13,0% 25,0%

NÃO 20 11

SPI-36 SIM 3 1

13,0% 25,0%

NÃO 20 11

SRI-12 SIM 3 2

42,9% 40,0%

NÃO 4 10

SRI-24 SIM 4 2

57,1% 33,3%

NÃO 3 10

SRI-36 SIM 3 2

42,9% 40,0%

NÃO 4 10

ISmediana SIM 5 2

71,4% 28,6%

NÃO 2 8

Ismedia SIM 5 4

71,4% 44,4% NÃO 2 8


Porém, a utilização do ISmediana como gatilho impõe que o reservatório seja

submetido a um longo período de seca (51,8% do tempo) bem como, que o mecanismo

financeiro seja acionado em 28,6% do tempo sem haver seca no reservatório. Assim,

teria uma inconsistência em utilizar esse índice para avaliar o estado de seca no tipo de

reservatório estudado sendo necessário a utilização de outro gatilho para acionar o

mecanismo de compensação.

103

Figura 28 – Estado de seca apresentado em cada ano aplicando o índice normalizado de precipitação.


*SM- Seca Moderada, SS- Seca Severa, SE- Seca extrema e SEE- Seca Excepcional.

104

Figura 29 - Estado de seca apresentado em cada ano aplicando o índice normalizado de escoamento.

Fonte: Elaboração própria


105

Figura 30 - Estado de seca apresentado em cada ano aplicando o índice sintético.



106

O longo período de seca imposto pelo índice também foi observado quando

utilizou-se as séries sintéticas de vazão na operação do reservatório (Apêndice B). Com

essas séries verificou-se que o mecanismo de compensação seria acionado em pelo

menos 50% do tempo em vinte sete séries.

4.2.4.2 Nível de racionamento

Como já mencionado, o mecanismo financeiro é acionado ou não com base no

estado das águas superficiais do reservatório. A definição de cada estado ocorre por

meio de faixas de ocorrência de um indicador que por acionar o mecanimo é chamado

de gatilho.

O primeiro indicador proposto foi um grupo de índice baseados na precipitação,

na vazão e no volume simulado do reservatório que foram considerados ineficazes para

o tipo de sistema estudado.

O segundo gatilho proposto foi denominado Nível de Racionamento. Ele tem

como variável central a vazão disponível para alocação (retirada controlada). A escolha

dessa variável deu-se pela relação existente entre ela e o volume armazenado (Figura

31). Essa relação possibilita que o gatilho obtenha um bom desempenho tanto para a

probabilidade de detecção de seca quanto para o falso alarme.

Figura 31 - Relação entre a retirada controlada e o volume armazenado no reservatório.


0

100

200

300

400

500

600

700

0 500 1000 1500 2000

Vaz

ão d

e R

eti

rad

a (h

m³)

Volume Armazenado (hm³)

107

Elucidou-se na metodologia que o indicador construído depende do coeficiente

de racionamento. Esse coeficiente, na operacionalização do mecanismo, teria a

alternativa de ser escolhido pelo tomador de decisão ou por meio de um consenso com

os usuários de água. Nesse estudo, foram definidos por intermédio de uma análise de

sensibilidade os seguintes coeficientes: Crac1= 92%, Crac2=62%, Crac3=28% e

Crac4=10%. Assim, o gatilho aciona a compensação sempre que a retirada controlada

se igualar a 552hm³/ano (Tabela 15).

O segundo estado das águas inicia quando a operação do reservatório

disponibilizar para alocação a vazão de 372 hm³/ano. O estado de seca extrema é

acionado sempre que essa vazão se igualar a 178hm³/ano e o último estado quando o

volume armazenado estiver tão reduzido que a operação define uma vazão alocável de

60hm³/ano.

Tabela 15 - Limiares do gatilho Nível de Racionamento.

Estado Limites (hm³/ano)

Normal > (92% x )

Seca Moderada (62%x ) < (92% x )

Seca Severa (28% x ) < (62% x )

Seca Extrema (10% x ) < (28% x )

Seca Excepcional ≤ (10% x )


O estado das águas do reservatório, em estudo, conforme o nível de

racionamento, pode ser visualizado na Figura 32. Observa-se que o gatilho indicou que

o reservatório apresentava seca extrema nos anos de 1932, 1938, 1953, 1954, 1972,

1983, 1993 e 1994. E, em nenhum período ele foi submetido a seca excepcional. Em

termos de frequência, o reservatório passou 15,5% do tempo em seca moderada, 11,9%

em seca severa e 9,5% em seca extrema.

Caso fosse utilizado as retiradas obtidas da operação com informação climática

verifica-se que o tempo que o mecanismo financeiro estaria acionado reduziria para

32% a previsão com o nível de risco mais baixo e 24% na previsão com risco de 25%

(Tabela 16).

108

Figura 32 - Estado de seca do reservatório Orós de acordo com o gatilho Nível de Racionamento para o período de julho de 2012 a julho de 1996

julho de 1913 a julho de 1996 considerando o cenário de Vazão Zero.


*NM – Normal, SM- Seca Moderada, SS- Seca Severa, SE- Seca extrema e SEE- Seca Excepcional.

109

Tabela 16 - Frequência de ocorrência dos estados de seca conforme o gatilho Nível de

Racionamento.

Operação do

Reservatório Moderada Severa Extrema Excepcional Total

Vazão Zero 15% 12% 10% 0% 37%

Previsão de Vazão

(Risco=5%) 14% 7% 6% 5% 32%

Previsão de Vazão

(Risco= 25%) 11% 7% 6% 0% 24%


Fazendo a análise de sensibilidade nota-se que os coeficientes de racionamento

podem influenciar na frequência de ocorrência dos estados de seca. Por exemplo,

considerando Crac1= 100%, Crac2=75%, Crac3=20% e Crac4=10% tem-se no cenário

de vazão e na previsão com baixo risco um período de seca mais longo no reservatório,

46% do tempo e 40% do tempo, respectivamente (Tabela 17). Assim, as faixas de

ocorrência dos estados de seca podem ser visualizadas também como zonas de

negociação.

Tabela 17 - Resultados da análise de sensibilidade dos coeficientes de racionamento.

Operação do

Reservatório Moderada Severa Extrema Excepcional Total

Vazão Zero 23% 12% 12% 0% 46%

Previsão de Vazão

(Risco=5%) 18% 11% 7% 5% 40%

Previsão de Vazão

(Risco= 25%) 14% 8% 6% 0% 29%


Vale ressaltar que o volume armazenado no reservatório pode sofrer alterações

no seu nível a partir de uma ação fraudulenta por parte dos usuários. Assim, tendo o

gatilho uma relação com esse volume, os efeitos dessa ação seriam refletidos na

operação do mecanismo financeiro, isto é, o pagamento da compensação estaria sujeito

a algum nível de risco moral. Segundo Hellmulth (2009), esse risco ocorre quando os

usuários realizam atividades ocultas para aumentar a sua exposição ao risco.

Contudo, o risco moral pode ser evitado com o estabelecimento de mecanismos

que promovam o comportamento desejado dos usuários e o cumprimento de regras.

110

Segundo Souza Filho (2007), um primeiro mecanismo seria o poder de polícia do

Estado consistindo no sistema de identificação do infrator (Fiscalização) e o segundo o

mecanismo de punição (com regras claras de multa e pagamento de danos). Assim, a

associação e instrumentalização desses dois instrumentos garantiria a efetividade do

mecanismo de compensação e do direito de uso.

O cumprimento de regras é questão chave para a gestão adaptativa dos recursos

dos recursos hídricos no contexto de um mundo de incertezas e mudanças e para o

funcionamento eficiente do sistema sociedade-natureza. De acordo com as discussões

de Ostrom (1990), regras oriundas do sistema normativo e as oriundas de acordos entre

os agentes sociais envolvidos na gestão do hidrossistema necessitam ser garantidas, bem

como adaptadas às diversas realidades locais. Devem ainda ser fruto de acordos, para

que os atores sociais compartilhem o sentido da regra e os mecanismos que induzem o

seu cumprimento para que a sua quebra não seja mais atrativa do que o seu

cumprimento.

4.2.4.3 Valor da compensação

Para estimar a compensação financeira inicialmente foi obtida a diferença

máxima de benefícios do setor de irrigação ao mudar do método de alocação com rateio

linear para o método de alocação com prioridades. Com isso, a compensação foi

calculada como sendo 20%, 40%, 60% e 80% (Tabela 3) do valor máximo da série de

Bi (Equação 10).

No cenário de vazão zero, o valor da compensação varia de 1,54 milhões de

reais para a seca moderada a 6,2 milhões de reais para a seca excepcional. O montante

de compensação para o período de 85 anos nos dois cenários de operação do

reservatórios está exposto na Figura 33.

Observa-se nessa figura que os maiores montantes ocorreram quando se utilizou

a estratégia de máxima aversão ao risco (Vazão Zero) e os menores montantes quando

dispõe-se a um risco maior (Previsão com Risco=25%) uma vez que a inclusão da

informação climática na operação possibilitou uma menor variação de beneficío para o

setor de irrigação.

111

Figura 33- Montante das compensações financeiras para o período de julho de 1912 a

julho de 1996.


Deste modo, uma alternativa seria definir um risco aceitável no processo de

alocação com vistas a aumentar o nível atual de benefícios da irrigação e satisfação do

asbtecimento urbano.

4.2.1 Avaliação do desempenho do mecanismo financeiro

O desempenho do mecanismo foi realizado comparando o sistema de alocação

com prioridade (sistema base) e o sistema de alocação com compensação considerando

a operação do reservatório com vazão zero.

Para construir o sistema com compensação considerou-se que anualmente fosse

arrecado recursos para pagamento da compensação. O valor desse recurso foi obtido

conforme a expressão a seguir:

∑

Em que,

AT simboliza a arrecadação anual;

n é o período de tempo de simulação (85 anos);

representa o montante das compensações para o período de simulação.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Moderada Severa Extrema Excepcional

Co

mp

ensa

ção

(M

ilhõ

es d

e R

eais

)

Vazão Zero Previsão de Vazão (Risco=5%) Previsão de Vazão (Risco= 25%)

112

Devido a transferência de risco ocorrer do abastecimento urbano para a irrigação

propõs-se que esses recursos tivessem uma parcela cobrada do setor de abastecimento

urbano devido à preferência na utilização do recurso hídrico em épocas de escassez e

uma outra advinda do governo por uma questão de justiça social. Assim tem-se:

Em que,

é a parcela da arrecadação correspondente ao setor urbano;

é a parcela da arrecadação correspondente ao Governo.

Para efeito de simulação considerou-se que o setor urbano pagaria 40% da

arrecadação anual. Dessa forma, o sistema de comparação foi arquitetado aplicando a

compensação financeira ao usuário que perdeu garantias hídricas e cobrando

anualmente o valor de R$ 414.691,80 ao setor urbano.

Deste modo, os benefícios alcançados por cada setor com a incorporação da

compensação na alocação de água foram calculados conforme as expressões 44 e 45:

Onde,

é o benefício urbano no sistema prioritário após a aplicação da compensação;

representa o benefício da irrigação no sistema prioritário após a aplicação da

compensação financeira;

representa o benefício anual obtido pelo setor urbano na alocação com prioridade;

simboliza o benefício anual obtido pelo setor da irrigação na alocação com

prioridade;

corresponde ao valor da compensação financeira calculado para o cenário de vazão

zero;

é a parcela da arrecadação correspondete ao setor urbano.

A Figura 34 mostra os benefícios obtidos pelos dois usuários de água no sistema

base. Os pontos sobre o eixo vertical representam os períodos que a irrigação não

113

obteve benefício. O benefício total máximo desse sistema foi de 31,32 milhões de reais

com média de 27,7 milhões de reais. Nesses pontos, a irrigação também alcança o maior

rendimento. Atribuindo a compensação financeira, o benefício total máximo passa a ser

de 32,45 milhões de reais com uma média 28,41 milhões de reais sendo que em nenhum

momento a irrigação obtém benefício igual a zero (Figura 35).

Figura 34 - Benefícios dos setores usuários de água no sistema base (Milhões de reais).


Figura 35 - Benefícios dos setores usuários de água no sistema com compensção

(Milhões de reais).


0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10 12 14

Ab

ast

ecim

ento

urb

an

o (

ilh

ões

de

rea

is)

Irrigação (milhões de reais)

0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10 12 14

Ab

ast

ecim

ento

urb

an

o (

mil

hõ

es d

e re

ais

)

Irrigação (milhões de reais)

114

Visualizando, especificamente, os períodos de menores benefício no sistema

base verifica-se que a irrigação foi compensada pelo risco de falha assumido na

alocação de água. Com isso, ela muda de um cenário com benefício zero para outro com

um benefício médio de 4,29 milões de reais (Tabela 18). Com isso, o sistema modelado

torna-se mais eficiente que o sistema arual à medida que aumenta o seu benefício total.

Para avaliar os sistemas sob a luz da justiça utilitarista, considerou-se o benefício

máximo do setor de irrigação de 11,54 milhões de reais. Esse valor corresponde ao

volume alocado de 293 hm³/ano.

A Figura 36 expõe a utilidade agregada dos dois sistemas em análise. Essa

variável representa a satisfação relativa dos agentes quanto à incorporação do

mecanismo de compensação financeira no ponto de vista da justiça utilitarista. Observa-

se que, mesmo retirando 40% do benefício urbano para pagamento da compensação, a

utilidade agregada dos dois sistemas difere em média em u=0,11. Assim, o mecanismo

proporciona um bem-estar mais elevado ao setor de irrigação sem reduzir em grande

nível o bem-estar do setor urbano.

Tabela 18 - Benefícios dos setores usuários no sistema base e no sistema com

compensação (Milhões de Reais).

Ano

Sistema Base Sistema com Compensação

Abastecimento

urbano Irrigação Total

Abastecimento

urbano Irrigação Total

1931 19,77 0,0 19,77 19,35 3,09 22,44

1932 16,78 0,0 16,78 16,37 4,64 21,01

1938 18,09 0,0 18,09 17,67 4,64 22,31

1953 17,92 0,0 17,92 17,51 4,64 22,15

1954 15,50 0,0 15,50 15,09 4,64 19,73

1959 19,52 0,0 19,52 19,10 3,09 22,20

1972 16,84 0,0 16,84 16,42 4,64 21,06

1983 17,88 0,0 17,88 17,46 4,64 22,10

1993 18,48 0,0 18,48 18,07 4,64 22,70

1994 15,49 0,0 15,49 15,07 4,64 19,71


A avaliação da equidade sob o ponto de vista da justiça de Rawls está

demonstrada na Figura 37. Observa-se, nessa figura, que o sistema com compensação

apresenta a menor diferença de benefícios (6,36 milhões de reais). Em média, a

diferença de benefício entre o setor urbano e a irrigação no sistema atual e no sistema

115

modelado foi de 11,34 milhões de reais e 9,89 milhões de reais, respectivamente. Desse

modo, os valores expõem uma maior equidade nesse sistema.

Figura 36 - Utilidade agregada do sistema.


Figura 37 - Diferença de benefício entre o abastecimento e a irrigação (Milhões de

Reais)


0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

Sis

tem

a c

om

co

mp

ensa

ção

Sistema base

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 5 10 15 20 25

Sis

tem

a

com

co

mp

ensa

ção

(m

ilh

ões

de

rea

is)

Sistema base (milhões de reais)

116

5 MODELO DESAGREGADO

Esta seção busca aplicar o mecanismo de compensação financeira para um

sistema de reservatórios que atende a diferentes setores usuários. Para isso, utilizou-se o

módulo de alocação de água do programa ACQUANET de forma que fosse

considerando as definições feitas para o mecanismo financeiro no modelo agregado.

5.1 Alocação de água

A vazão disponível para alocação foi obtida por meio da operação do sistema

hídrico com vazão zero. A tomada de decisão foi realizada em julho com um horizonte

de simulação de 24 meses por intermédio do modo de simulação planejamento tático.

No modo planejamento tático, as condições iniciais são sempre conhecidas e

afetam significativamente os resultados da simulação face ao pequeno horizonte de

interesse (ROBERTO, 2002). Deste modo apresenta-se os dados de entrada para a

simulação:

i. Vazão Afluente

Foram realizadas simulações com os seguintes períodos críticos das séries de

vazão afluente: primeiro biênio mais seco, quinto biênio mais seco, décimo biênio mais

seco e o vigésimo quinto biênio mais seco.

As séries de afluência foram obtidos no relatório de regionalização de vazões da

UFC/COGERH (2013) para o período de 1912 a 2012. Neste relatório foi utilizado o

modelo SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure) para a calibração e geração de

vazões, com discretização temporal mensal.

ii. Demandas

O sistema Jaguaribe-Metropolitano possui uma demanda hídrica15

de 40,81m³/s.

Desse total, 29,8% advém da Região Metropolitana de Fortaleza (RMF) e 70,2%

pertencem a bacia do Jaguaribe (Figura 38).

15

Informação concedida pela COGERH em janeiro de 2015.

117

Para efeito de simulação, as demandas foram categorizados em oito grupos e

simuladas com a mesma prioridade: abastecimento humano, indústria, irrigação

temporária, irrigação permanente, dessendentação animal, consumo difuso, perdas e

ambiental (Tabela 19). Sendo que, a demanda da irrigação temporária foi concentrada

nos meses de julho a dezembro e as demandas dos outros grupos foram consideradas

contínuas ao longo do período de simulação.

Figura 38 - Demandas do sistema Jaguaribe-Metropolitano por localização dos usuários

(m³/s).


iii. Volumes Máximo e Mínimo

A capacidade de acumulação de cada reservatório foi atribuída como volume

máximo (Tabela 20). Vale lembrar que no reservatório Castanhão podem ser

armazenados 6.700 hm³ contudo 2.200 hm³ são volumes para controle de cheias.

Os volume iniciais foram obtidos do portal hidrológico do Governo do Estado e

da COGERH. Adotou-se o mês de julho como referência para os anos de 2012 a 2014 e

o mês de maio para o ano de 2015 (Tabela 20).

Ressalta-se que o reservatório Curral Velho foi utilizado como reservatório de

passagem e o Aracoiaba como uma reserva estratégica de água.

0

2

4

6

8

10

12

14

Banabuiu Castanhão Canal doTrabalhador

Eixão Orós RMF

Dem

and

a to

tal (

m³/

s)

118

Tabela 19 - Demandas do Sistema Jaguaribe-Metropolitano por finalidade de uso (m³/s).

Sistema Finalidade Legenda na Rede de Fluxo Demanda (m³/s)

Banabuiú

Abastecimento Humano AH_Banabuiu 0,184

Dessedentação Animal DESS_Banabuiu 0,013

Irrigação Permanente IR_Banabuiu_Perm 3,758

Irrigação Temporária IR_Banabuiu_Temp 2,571

Canal do

Trabalhador

Abastecimento Humano AH_CT 0,120 Dessedentação Animal DESS_CT 0,050 Irrigação Permanente IR_CT_Perm 0,075 Irrigação Temporária IR_CT_Temp 0,600 Perdas Perdas_CT 0,500

Castanhão

Abastecimento Humano AH_BM 0,419

Perenização do Rio Jaguaribe Ambiental_BM 1,000

Carcinicultura Carcinicultura 0,810

Dessedentação Animal DESS_BM 0,050

Irrigação Permanente IR_BM_Perm 6,680

Irrigação Temporária IR_BM_Temp 4,110

Eixão

(Trechos 1,

2, 3 e 4)

Abastecimento Humano AH_EIxao_T3 0,150

Abastecimento Humano AH_Eixao_T4 0,025

Dessedentação Animal DESS_Eixao_T1 0,001

Dessedentação Animal DESS_Eixao_T2 0,001

Indústria Betânia Ind_Eixao_T1 0,009

Irrigação Permanente IR_EixaoT1_Perm 0,330

Irrigação Temporária IR_EixaoT1_Temp 0,007





Perdas Perdas_Eixao3 0,282 Consumo Difuso Perdas_Eixao4 0,307

Orós

Abastecimento Humano AH_Oros 0,180 Turbinas Feitiçeiro Ambiental_Oros 0,150

Consumo Difuso ConsDif_Oros 2,900

Irrigação Permanente IR_Oros_Perm 1,700

Irrigação Temporária IR_Oros_Temp 1,350

RMF

Abastecimento de Cascavel,

Beberibe e EB* Ererê AH_RMF1 0,538

Abastecimento de Itaitinga,

Horizonte, Pacajus e Choro. AH_RMF2 0,275

EB Gavião, ETA Gavião e

ETA Oeste* AH_RMF3 10,300

Abastecimento das Indústrias

Bernas e Jandaia Ind1_RMF 0,040

Abastecimwnto da Ambev Ind2_RMF 0,120

Abastecimento do CIPP IND3_RMF 0,880

Perdas Perdas_RMF 0,007 Fonte: Elaboração própria.

*EB – Estação de Bombeamento e ETA – Estação de Tratamento de Água.

119

Tabela 20 - Volumes característicos dos reservatórios do sistema Jaguaribe-

Metropolitano.

Reservatórios Volume máximo (hm³) Volumes Iniciais (hm³)

jul/2012 jul/2013 jul/2014 mai/2015

Aracoiaba 170,7 167,2 97,9 62,6 43,1

Banabuiu 1.601 1.067,3 652,1 263,2 20,7

Castanhao 4.451 4.451 3421,5 2.525,1 1.442,6

Curral Velho 12,2 9,5 9,5 9,5 9,5

Gaviao 32,9 30,5 30,6 31,0 31,3

Oros 1.940 1.648 1.183,3 1.184,6 863,9

Pacajus 240 145,0 91,0 72,5 67,7

Pacoti-Riachão 420 142,9 153,3 162,3 214,7

Fonte: Dados da SRH (2013) e Ceará (2014).

iv. Taxa de evaporação e Curva Cota-Área-Volume

As curvas cota-área-volume foram obtidas junto à COGERH. Os dados de

evaporação foram retirados das Normais Climatológicas do Instituto Nacional de

Metereologia (INMET) que utiliza o Evaporímetro de Piché para cálculo destes valores.

As séries dos reservatórios são aquelas disponíveis da estação mais próxima ao mesmo

(Tabela 21). No modelo de alocação do programa acquanet, as perdas por evaporação

dos reservatórios são levadas em conta por meio de processo iterativo.

Tabela 21 – Evaporação média para os reservatórios do sistema Jaguaribe-

Metropolitano.

Locais Estação de Medição Média (mm) Total Anual (mm)

Aracoiaba 82487 50,5 605,9

Banabuiú 82586 165,7 1989,0

Castanhão 82588 190,4 2283,0

Gavião 82397 119,6 1435,0

Orós 82686 158,5 1901,0

Pacajus 82397 119,6 1435,0

Pacoti-Riachão 82397 119,6 1435,0 Fonte: Dados do INMET (1992).

v. Volumes Metas e Prioridades do Reservatório

No modelo acquanet, a operação dos reservatórios é realizada utilizando-se o

conceito de volume meta, ao qual se atribui uma prioridade. Desta forma, sempre que o

120

volume armazenado for menor que o volume meta, o reservatório guardará água desde

que as outras prioridades da rede sejam menores

A Tabela 22 expõe os volumes metas dos reservatórios do sistema Jaguaribe-

Metropolitano e suas respectivas prioridades. O volume meta é representado como um

percentual do volume máximo. Admitiu-se que a região do Jaguaribe sempre teria que

atender a Região Metropolitana de Fortaleza (RMF) assim, as prioridades dos

reservatórios do Jaguaribe são menores. Os valores de prioridades foram estabelecidos

de forma que na rede de fluxo pudesse ser inserida todos os usuários e o algoritmo

pudesse realizar a alocação de água entre eles.

Tabela 22 - Volume meta e prioridades dos reservatórios do sistema Jaguaribe-

Metropolitano.

Reservatórios Volume meta (%) Prioridade

Aracoiaba 1 60

Banabuiu 0,2 55

Castanhao 0,15 65

Curral_Velho 0,77 1

Gaviao 0,95 7

Oros 0,15 75

Pacajus 0,15 40

Pacoti-Riachão 0,25 50 Fonte: Elaboração própria.

vi. Restrições operacionais

A operação real do sistema Jaguaribe-Metropolitano está sujeita a restrições

físicas de capacidade dos transporte de água nos canais e operacionais de volume

mínimos necessários para o bombeamento das águas. Deste modo, nas simulações

foram adotodas as seguintes restrições:

Capacidade máxima do trecho entre o Pacoti/Riachão e Gavião – 30m³/s

Capacidade máxima do Canal do Trabalhador – 4,80m³/s

Capacidade máxima do trecho entre o Orós e o Castanhão – 3m³/s

Capacidade máxima do trecho entre o Pacajus e o Pacoti/Riachão (EB1) – 4,65m³/s

Volume mínimo do Gavião – 30,549 hm³

Volume mínimo do Pacoti/Riachão – 100hm³

Volume mínimo do Pacajus – 34 hm³.

121

5.2 Mecanismo de Compensação Financeira

A compensação financeira foi projetada para o setor de irrigação devido a perda

de garantia hídrica no período de escassez. Ela foi estimada em função da quantidade de

água utilizada, isto é, os irrigantes recebem o mesmo pagamento independente do tipo

de cultura plantada seguindo a regra de operação apresentada na Figura 15.

5.2.1 Estimativa da compensação financeira

O valor da compensação financeira para cada estado de seca foi representado por

um percentual do benefício da irrigação em cada sistema ( como pode ser

visualizado na Tabela 23. Para os percentuais adotou-se os mesmos valores

determinados no modelo agregado.

Tabela 23 - Estimativa das compensações financeiras para o sistema Jaguaribe-

Metropolitano.

Estado de Seca Compensação (R$)

Normal 0,00

Seca Moderada 20%

Seca Severa 40%

Seca Extrema 60%

Seca Excepcional 80%


As funções benefício por sistema (Tabela 24) foram geradas por meio da

integração das curvas de demanda desagregadas (Figura 39) admitindo o critério de

homogeneidade das culturas.

Assim como a função de benefício da bacia, as funções por sistema também

possuem rendimentos decrescentes a partir de uma determinada vazão alocada. A

irrigação atendida pelo reservatório Orós, por exemplo, apresentou rendimentos

decrescentes ao ultrapassar a vazão de 82,10hm³/ano.

A curva de demanda agregada foi apresentada na Figura 15. Sua desagregação

por sistema foi realizada com base na parcela da demanda da irrigação pertencente a

cada sistema. A irrigação da bacia do Jaguaribe possue uma demanda de 628,64

122

hm³/ano. Desse total, 29,44% pertence aos usuários atendidos pelo reservatório do

Banabuiú, 50,19% aos usuários abastecidos pelo Castanhão, 3,14% são demandados

pelos usuários que recebe água do Canal do Trabalhador, 3,04% do Eixão e 14,19% é o

percentual requerido pelos usuários do Orós.

Tabela 24 - Função benefício da irrigação por sistema.

Sistema Funções (Milhões de Reais) Vazão Máxima (hm³/ano)

Banabuiú ( ⁄ )

170,4

Canal do Trabalhador ( ⁄ )

18,2

Castanhão ( ⁄ )

290,5

Eixão ( ⁄ )

17,6

Orós ( ⁄ )

82,1


Figura 39 - Curva de demanda desagregada por sistema.


Apesar de ser definido os benefícios para a irrigação abastecida pelas águas

transportadas pelo canal do trabalhador e eixão, o pagamento da compensação

financeira foi operado conforme o estado das águas do reservatório Castanhão.

y = -0,2748x + 79,515

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 50 100 150 200 250 300

Pre

ço (

R$

/hm

³)

Volume (hm³/ano) Agregada Eixão Banabuiu

Castanhão Orós Canal do Trabalhador

123

5.2.2 Gatilhos do mecanismo: Definição do estado das águas superficiais

O nível de Racionamento (Item 4.2) foi considerado como gatilho sendo que,

nesse caso, a retirada máxima correspondeu a demanda total do sistema (40,81m³/s). Os

limiares que definem cada faixa do estado das águas superficias podem ser visualizados

na Tabela 25.

Tabela 25 - Limiares do Nível de Racionamento para o sistema Jaguaribe-

Metropolitano.

Estado Nível de Racionamento (m³/s)

Normal > (92% * 40,81)

Seca Moderada (62% * ) < (92% * )

Seca Severa (28% * ) < (62% * )

Seca Extrema (10% * ) < (28% * )

Seca Excepcional ≤ (10% * )


Com as faixas delimitadas, a definição dos estados das águas dos reservatórios

utilizando o modelo acquanet ocorreu realizando as simulações em quatro cenários

(Tabela 26) com as condições apresentadas no modelo de alocação. Após as simulações,

avaliou-se as falhas das demandas e o volume final dos reservatórios de acordo com o

fluxo de decisão apresentado na Figura 40.

Tabela 26 - Cenários de simulação para definição do estado das águas dos reservatórios.

Cenários Retirada do sistema (m³/s)

C1 34,54

C2 25,30

C3 11,43

C4 4,08


124

Figura 40 - Fluxograma de decisão do estado das águas dos reservatórios.

Fonte: Elaboração própria. *Vmax simboliza volume máximo do reservatório.

5.3 Resultados

A compensação financeira foi arquitetada no intuito de ressarcir a irrigação pela

perda de garantia hídrica, assim, ela foi calculada em função da quantidade de água

requerida por esse setor.

125

Contudo, a agricultura perene necessita de água mesmo em anos muitos secos

para manter os cultivares vivos. Sendo necessário resguardar um determinado volume

de água com garantia (prioridade) de abastecimento mais elevada para salvar essa

cultura. Adotou-se, por suposição, que a fração necessária de água para a irrigação de

salvação é de 30% da demanda total da cultura perene. Com isso, o mecanismo

financeiro foi orçado para uma demanda de 17,18m³/s que corresponde a 100% do

volume requerido pela irrigação temporária e 70% do volume demandado pela irrigação

perene.

Deste modo, o setor de irrigação atendido pelo Banabuiú possue compensações

variando de R$1.350.394,87 (quando for acionado seca moderada) a R$ 5.402.579,43

(seca excepcional). Para a irrigação do Orós, as compensações variaram entre R$

659.413,06 (seca moderada) e R$ 2.637.652,23 (Figura 41).

Figura 41 - Valores de compensação financeira da irrigação abastecida pelos

reservatórios Banabuiú, Castanhão e Orós com exceção da irrigação do Canal do

Trabalhador e Eixão.


Para a irrigação do canal do trabalhador obteve-se os seguintes valores de

compensação: R$ 169.396,46 ao ser acionado seca moderada no Castanhão, R$

338.792,93 quando o reservatório estiver em seca severa, R$ 508.189,39 na seca

extrema e R$ 677.585,86 na seca excepcional (Figura 42).

A irrigação do Eixão das Águas possui os menores valores de compensação

financeira em virtude de sua menor representatividade na demanda da bacia do

Jaguaribe. Os valores calculados para essa irrigação foram: R$ 130.117,25 quando o

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

Banabuiu Castanhão Orós

Co

mp

ensa

ção

fin

ance

ira

(Milh

ões

de

Rea

is)


126

Castanhão estiver em seca moderada, R$ 260.234,51 ao ser acionado seca severa, R$

390.351,70 na seca extrema e R$ 520.469,01 na seca excepcional (Figura 42).

Figura 42 - Valores de compensação financeira da irrigação atendidas pelas águas do

Canal do Trabalhador e do Eixão.


Para aplicar o mecanismo de compensação financeira ao sistema Jaguaribe-

Metropolitano foram utilizados quatro períodos críticos da série histórica de vazão

como referência das condições da natureza: 1930 a 1932, 1951 a 1953, 1997 a 1999 e

1937 a 1939. O comportamento das vazões médias nesses períodos está exposto na

Figura 43.

Figura 43 - Comportamento da afluência média para os biênios críticos.


0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Canal do Trabalhador Eixão

Co

mp

ensa

ção

fin

ance

ira

(Milh

ões

de

Rea

is)


127

O período de 1930 a 1932 é o biênio mais seco para o sistema Jaguaribe-

Metropolitano com vazão média de 23,047m³/s. Os anos de 1951 a 1953 ocupa a quinta

posição dos biênios críticos com vazão média de 32,008 m³/s. O décimo biênio mais

seco foram os anos de 1997 a 1999 com média das afluências de 38,329m³/s. Por último

tem-se os anos de 1937 a 1939 que ocupa a vigésima quinta posição dos biênio mais

seco com vazão média de 59,689m³/s.

Assim, para cada um desses biênios realizou-se a operação do sistema com

vazão zero no período de julho a dezembro, admitindo as prioridades dos volumes

metas e das demandas descritas no modelo de alocação e analisou-se qual o estado de

seca dos reservatório e qual o montante de recursos necessários para pagar a

compensação. Esses resultados estão expostos para cada um desses biênios na

sequência do texto.

Período de 1930 a 1932

O comportamento dos volumes finais dos reservatórios do Jaguaribe e da RMF

após a simulação do cenário 1 (92% da demanda total) da definição dos estados de seca

estão expostos nas Figuras 44 e 45, respectivamente.

Considerando os volumes iniciais dos anos de 2012 e 2013 nenhum reservatório

do Jaguaribe atingiu volumes menores que 10% da capacidade máxima e todas as

demandas foram atendidas. Por outro lado, com o volume inicial de 2014, o Banabuiíu

atingiu um volume de 145,47hm³ sinalizando que este reservatório apresentava-se em

algum nível de seca. Com a simulação do cenário 2, isto é, operando o sistema com

62% das demanda totais verifica-se que o Banabuiú eleva seu volume final para

231,64hm³ e nenhum de seus usuários foi submetido a falhas (Figura 46).

Utilizando a condição inicial de volume do ano de 2015 (Figura 44, d) verificou-

se que tanto o Banabuiú quanto o Castanhão atingiram volumes menores que 10% da

sua capacidade máxima o que implica no acionamento do mecanismo financeiro. Além

disso, os grupos de usuário do Banabuiú foram sumetidos a falhas nos cenários 1, 2 e 3.

No cenário 1, a irrigação abastecida pelo Banabuiú apresentou um déficit da

demanda integral de 47,77% (Figura 47). No cenário 2, esse déficit reduziu-se para

40,18% (Figura 48). No cenário 3 averigou-se um déficit de 18,78% (Figura 49)

enquanto que, no cenário 4, o déficit foi zero.

128

Figura 44 - Volume finais dos reservatórios da bacia do Jaguaribe após a simulação do Cenário 1 para o período de 1930 a 1932 com o volumes

iniciais de: (a) 2012, (b) 2013 (c) 2014 e (d) 2015.


129

Figura 45 - Volume finais dos reservatórios da bacia do Jaguaribe após a simulação do Cenário 1 para o período de 1930 a 1932 com o volumes

iniciais de: (a) 2012, (b) 2013 (c) 2014 e (d) 2015.


130

Figura 46 - Comportamento do volume dos reservatórios da bacia do Jaguaribe após a simulação do Cenário 2 (62% da demanda) para o período

de 1930 a 1932 com o volume inicial de 2014.


131

Figura 47 - Déficit das demandas do sistema Jaguaribe-Metropolitano após a simulação do Cenário 1 (92% da demanda) com o volume inicial de

2015 e o período de 1930 a 1932.


0

5

10

15

20

25

30A

H_B

anab

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icit

(%

)

132


2015 e o período de 1930 a 1932.


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30

35

40A

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icit

(%

)

133


2015 e o período de 1930 a 1932.


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120A

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Def

icit

(%

)

134

Observa-se na Figura 45 que o Gavião, o Pacoti-Riachão e o Pacajus mantém

suas restrições operacionais de volume mínimo e que o reservatório Aracoiaba atua

como uma reserva estratégica. Esse comportamento ocorreu em todos os cenários para

todos os períodos críticos assim, optou-se, expor apenas os volumes finais dos

reservatórios do Jaguaribe nos outros períodos críticos.

Com base nas simulações definiu-se os estados das águas apresentados pela

Tabela 27 para os reservatórios da bacia do Jaguaribe. Lembrando que todos os

reservatórios da RMF mostraram-se em estado Normal para o biênio de 1930 a 1932.

Desta forma, caso as afluências do período de julho de 2015 a julho de 2017 se

comportasse igual as afluências do biênio de 1930 a 1932 seria necessário o valor de

6.631.644,44 reais para pagar a compensação a irrigação (Figura 50).

Tabela 27 - Estado das águas do reservatório para o período de 1930 a 1932.

Volume Inicial Estado das Águas Superficiais (1930-1932)

Banabuú Castanhão Orós

jul/2012 Normal Normal Normal


jul/2014 Moderada Normal Normal

mai/2015 Extrema Moderada Normal Fonte: Elaboração própria

Figura 50 - Compensação financeira considerando o biênio de 1930 a 1932.


0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

Banabuiu Castanhão Canal doTrabalhador

Eixão Orós

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2,28

0,17 0,13 0,00

Co

mp

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ção

(M

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)

135

Período 1951 a 1953

Simulando os reservatórios estratégicos do sistema Jaguaribe-Metropolitano com

as vazões afluentes ocorridas nos anos de 1951 a 1953 observou-se que para os volumes

iniciais de 2012, 2013 e 2014 e 92% da demanda total nenhum dos grupos de usuários

possuem déficits hídricos ou nenhum reservatório atinge volume final igual a 10% de

sua capacidade máxima (Figura 51).

De outra forma, utilizando o volume inicial de 2015, o banabuiú obteve volume

final de 134,27 hm³ no cenário 1. Nos cenários 2 e 3, apesar deste reservatório ter

atingido volumes superiores ao supracitado, as demandas não foram completamente

atendidas.

No cenário 1, a irrigação abastecida pelo Banabuiú foi exposta a um déficit de

42,58% (Figura 52). Simulando com 62% da demanda integral, esse setor apresentou

um déficit de 35,15% (Figura 53). Já com 28% da demanda integral observou-se o

déficit de 15,97% na irrigação atendida pelo Banabuiú (Figura 54). E, com 10% da

demanda integral (cenário 4) não ocorreram falhas nas demandas. Esses déficits foram

menores do que os ocorridos no período de 1930 a 1932 em virtude das vazões desse

período terem sido mais reduzidas.

Em resumo, as simulações apontaram que tendo como condição inicial as vazões

do biênio de 1951 a 1953 com os volumes iniciais de 2012, 2013 e 2014 não foi

detectado seca em nenhum dos reservatórios.

Adotando-se o volume inicial de 2015, o reservatório do Banabuiú apresentou

estado de seca extrema (Tabela 28) sendo necessário o montante de 4.051.184,60 reais

para pagar a compensação financeira. Desse montante, 50,57% foi destinado a irrigação

permanente e 49,43% é para ressarcir a irrigação temporária. Lembrando que esse valor

foi calculado apenas para 70% da demanda da agricultura permanente em virtude de

30% dela ser referente a agricultura de salvação.

Tabela 28 - Estado das águas do reservtaório para o período de 1951 a 1953.






mai/2015 Extrema Normal Normal Fonte: Elaboração própria.

136

Figura 51 - Volume finais dos reservatórios da bacia do Jaguaribe após a simulação do Cenário 1 (92% da demanda) para o período de 1951 a

1953 com o volumes iniciais de: (a) 2012, (b) 2013 (c) 2014 e (d) 2015.


137


2015 e o período de 1951 a 1953.


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5

10

15

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25A

H_B

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p

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Per

m

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p

Def

icit

(%

)

138


2015 e o período de 1951 a 1953.


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5

10

15

20

25

30A

H_B

anab

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3

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T3_

Tem

p

IR_O

ros_

Per

m

IR_O

ros_

Tem

p

Def

icit

(%

)

139


2015 e o período de 1951 a 1953.


0

5

10

15

20

25

30A

H_B

anab

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3

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IR_O

ros_

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m

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ros_

Tem

p

Def

icit

(%

)

140

Período de 1997 a 1999

Os volumes dos reservatórios do Banabuiú, Castanhão e Orós após a simulação

do cenário 1 com as vazões do período de 1997 a 1999 podem ser visualizados na

Figura 55. Verifica-se nessa simulação que o Castanhão e o Orós conseguem atender a

toda a demanda além de permanecer com o volume acima de 10% da sua capacidade

máxima.

O reservatório do Banabuiú apresenta falhas ao ser adotado o volume inicial

registrado em maio de 2015 desde o cenário 1 até o cenário 3. Com isso, apenas esse

reservatório registrou algum estado de seca admitindo-se as condições de vazões do

período de 1997 a 1999 (Tabela 29). O estado de seca definido para o Banabuiú aponta

o montante necessário para o pagamento das compensações é de 4.051.184,60 reais.

Esse resultado foi igual ao período de 1951 a 1953 devido as faixas de ocorrência dos

estados de seca.

Tabela 29 - Estados das águas dos reservatório do Jaguaribe para o período de 1997 a

1999.






mai/2015 Extrema Normal Normal Fonte: Elaboração própria.

Período 1937 a 1999

As simulações realizadas com as vazões ocorridas no período de 1937 a 1939

apontam para os mesmos estados de seca apresentados na Tabela 29. Contudo, nota-se

que o comportamento dos volumes é diferente uma vez que esse período possui vazões

mais altas que o período anterior permitindo uma maior acumulação nos reservatórios.

Desse modo, na Figura 56 expõe-se os volumes finais dos reservatórios do Jaguaribe

considerando 92% da demanda total.

O déficit médio da irrigação do Banabuiú para o cenário 3 foi de apenas 15% e

se concentrou no período de setembro a dezembro do ano 1. Isso ocorreu devido a

influência do volume inicial na simulação. Assim, caso esse armazenamento estiver em

um nível mais elevado, provavelmente, essas demandas não apresentariam falhas e,

consequentemente, o reservatório estaria em um estado de seca de menor severidade.

141




142




143

Em resumo, caso o comportamento das vazões para no período de julho de 2015

a junho de 2017 fossem iguais ao observado no periodo de 1937 a 1939 também seria

necessário o montante de 4.051.184,60 reais para pagar as compensações.

A aplicação do mecanismo de compensação para um sistema de reservatórios

conectados por canais aponta que os déficits das demandas podem ocorrer em virtude a

capacidade de transporte dessas estruturas. Isso foi avaliado quando simulou-se o

sistema Jaguaribe-Metropolitano impondo a restrição operacional da capacidade

máxima do Eixão das Águas (9,09m³/s).

Com essa simulação observou-se que os usuários localizados na região desse

canal são submetidos a falhas mesmo quando se utiliza volumes iniciais elevados, como

por exemplo, os volumes do ano de 2012 (Figura 57). Assim, admitindo essa restrição,

o usuário perdeu sua garantia hídrica não por causa da transferência de risco ou da

disponibilidade hídrica, mas, devido a sua localização no sistema.

Analisando essa situação recomenda-se o desenvolvimento de um seguro

clássico para os usuários da bacia do Jaguaribe. Nesse tipo de mecanismo, o usuário

paga um valor de prêmio em troca do recebimento do seguro quando ele for submetido

a falhas

Figura 57 - Déficit das demandas do sistema Jaguaribe-Metropolitano, após a imposição

da restrição de capacidade do eixão das águas, considerando o período de 1930 a 1932 e

o volume de 2012.


0

20

40

60

80

100

120

Def

icit

(%

)

144

6 MODELO DE INTEGRAÇÃO COBRANÇA-COMPENSAÇÃO

FINANCEIRA

O modelo conceitual apresentado nesta seção teve como base o modelo de gestão

do Sistema Jaguaribe-Metropolitano.

Conforme apresentado na base conceitual, a cobrança pelo uso da água bruta tem

dupla função: uma função econômica ao condicionar o comportamento dos usuários de

água em direção a uma maior eficiência na aplicação deste recurso e financeira ao

prover fundos ao gerenciamento dos recursos hídricos. Essas duas funções

materializam-se, respectivamente, na forma de um preço público genérico e sob a forma

de tarifa de água bruta (contraprestação de serviço de gestão, operação e manutenção de

hidrossistemas).

Para articular o mecanismo financeiro ao instrumento de cobrança,

inicialmente faz-se necessário efetivar a associação entre a cobrança e a outorga pelo

uso da água, isto é, deve-se cobrar e compensar ao usuário outorgado. O processo de

emissão da outorga poderia continuar funcionando conforme o modelo atual, contudo,

os usuários que tivessem suas garantias nominais efetivamente reduzidas em função da

transferência de risco hidrológico para outros setores receberiam uma compensação

financeira.

Para isso, o Comitê de Bacia teria que definir inicialmente as regras de

priorização para alocação de água entre os usuários de uma mesma categoria de uso em

períodos de escassez hídrica, uma vez que a Lei de Recursos Hídricos inseriu como usos

prioritários apenas o abastecimento humano e a dessendentação animal. Esta seria uma

maneira de associar a alocação de longo prazo com a alocação de curto prazo.

Uma alternativa ao modelo atual seria associar a outorga e a cobrança através de

um sistema de prioridade de uso e preço da água de forma a permitir a incorporação dos

preços de escassez do sistema. Nesse caso, a outorga teria que ser emitida com

diferentes garantias de longo prazo, por exemplo, (G3=80%, G2=90% e G1=99%),

sendo essas garantias definidas na Lei Estadual. As garantias diferenciais estariam

associadas a prioridades em anos secos, P3< P2 < P1. Os usuários pagariam preços (Pr)

diferentes e crescentes com o acréscimo das prioridades Pr3< Pr2 < Pr1. Assim, um

volume alocável de longo prazo teria que ser definido para cada bacia e subsistema.

Aqui haveria uma associação direta entre direito de uso definido pela outorga e a

cobrança pelo uso da água. Os usuários revelariam ao escolherem a prioridade e o preço

145

que desejam a sua disposição a pagar pela água, sendo esta uma inferência do preço de

escassez em períodos secos. Com isso, para cada garantia poderia estar associado um

valor de compensação que esse usuário receberia caso perdesse seu direito.

Independenete do modelo, sugere-se que o custo da compensação seja incluído

no atual modelo de cobrança. Assim, a cobrança seria composta por dois componentes:

o primeiro relacionado com o volume consumido (tarifa atual) e o segundo associado à

manutenção da garantia hídrica de 90% no período de seca.

Uma hipótese para guardar os recursos arrecadados com a parcela da cobrança

relacionada com a garantia hídrica seria a criação de um fundo de regularização. Para

blindar o fundo de forma a não serem permitidos outros usos que não os associados à

energia e coerção em anos secos sugere-se a contratação de uma resseguradora.

Com isso, o fundo de regularização pode funcionar conforme a formulação

descrita a seguir:

Em que,

= Valor acumulado no ano t em R$

= Valor acumulado no ano anterior em R$;

= Montante arrecadado anualmente para pagamento da compensação em anos secos,

isto é, o custo da compensação em um ano (R$);

= Compensação paga no ano anterior em R$.

= Representa o índice cobrado pela resseguradora para cobrir despesas

administrativas e comerciais. Para efeito de simulação adotou-se o percentual de 5%

sobre

O valor a ser arrecado anualmente para pagamento das compensações deve ser

definido de forma que o saldo ao final do horizonte de planejamento do fundo de

regularização não seja negativo bem como, que ele acumule recursos suficientes para

pagar todas as compensações.

Para isso, avaliou-se a média móvel de 10 anos das compensações de modo que

pudesse ser observado a variabilidade desses valores (Figura 56). Por meio dessa média

verifica-se que o montante a se pago de compensação varia de 0 a 2.181.200 reais com

uma média de 1.032.434,67 reais.

146

Figura 58 – Valor da compensação financeira e média móvel de 10 anos (em preto) para o modelo agregado.


0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

4.000.000

4.500.000

5.000.000

19

12

19

15

19

18

19

21

19

24

19

27

19

30

19

33

19

36

19

39

19

42

19

45

19

48

19

51

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54

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90

19

93

19

96

Co

mp

ensa

ção

Fin

ance

ira

(R$

)

Anos

147

Deste modo, adotou-se o valor médio da acumulação das compensações em 10

anos acrescidos de um percentual de 15% como o valor a ser arrecado anualmente, ou

seja, = 1.187.300 reais. Tendo esse valor como referência, expõe-se na figura 57 a

simulação do fundo de regularização admitindo os estados de seca identificados no

modelo agregado e a expressão 46.

Conforme foi citado na avaliação do mecanismo financeiro para o modelo

agregado, o custo da compensação pode ser dividido entre o abastecimento urbano e o

governo.

O Poder Público seria o responsável por cobrar ao setor urbano esse custo por

meio da Companhia de Gestão. Pode ser necessário que o Governo conceda um aporte

financeiro inicial para o fundo de regularização. A necessidade de aporte inicial advém

da impossibilidade dos valores médios traduzir a realidade dos eventos, já que esses são

aleatórios e, por isso, é necessário arcar os custos que podem ocorrer logo no início de

acumulação desse mecanismo.

Uma possibilidade seria que o Comitê de Bacia Hidrográfica acompanhasse a

efetivação da compensação financeira em período de escassez e, assim garantisse a

legitimidade do sistema. Oliveira (2008) declara que um dos fatores do sucesso da

implantação de qualquer política pública é a participação da sociedade civil. No caso de

uma política pública na área de recursos hídricos, o espaço adequado e legítimo é o

comitê da bacia hidrográfica.

Além disso, é no âmbito dos Comitês que o mecanismo de compensação

financeira e a sua articulação com a cobrança poderiam ser aprovados. Contudo, fica

sob a responsabilidade do Conselho Estadual de Recursos Hídricos (CONERH)

deliberar sobre a implantação deste mecanismo.

Nesses casos sugere-se que um sistema de coerção que garanta a efetividade do

direito de uso seja operacionalizado por intermédio do poder de polícia do Estado para a

identificação do infrator (fiscalização) e punição do mesmo (regras claras de multa e

pagamento de danos).

148

Figura 59 - Simulação do fundo de regularização para o modelo agregado.


149

7 CONCLUSÕES

Neste estudo desenvolveu-se um mecanismo financeiro para compensar usuários

que perdem garantia hídrica em virtude da aplicação de um sistema de prioridades de

oferta de água em período de escassez. Este mecanismo foi incorporado no processo de

alocação de água como um meio de reduzir conflitos e de gerar mais eficiência e

equidade no gerenciamento dos recursos hídricos.

O estudo foi aplicado para o sistema Jaguaribe-Metropolitano, no estado do

Ceará, porém, ele pode ser replicado para outras regiões que possuam conflitos de uso

de água. A aplicação foi realizada para duas situações: (i) modelo agregado em que

construiu-se e avaliuou-se o mecanismo financeiro; (ii) modelo desagregado em que

utilizou-se o sistema Jaguaribe-Metropolitano de forma integral e levou-se em

consideração restrições oriundas de um sistema real. No modelo desagregado, as

simulações foram realizadas por meio do programa ACQUANET no modo

planejamento tático.

A alocação de água entre os usos foi feita por dois métodos de rateio da

disponibilidade hídrica: rateio linear (método base) e sistema de prioridades. A vazão

disponível para alocação foi determinada utilizando dois cenários de operação de

reservatórios: vazão zero e previsão de vazão. Sendo que, a operação do sistema e o

balanço de massa para o modelo agregado foi realizado por meio do programa

MATLAB.

A transferência de risco foi avaliada pela diferença de benefícios financeiros dos

usuários após a alocação de água por dois métodos: rateio linear (método base) e

sistema de prioridade. Os benefícios foram obtidos por funções oriundas da integração

da curva de demanda dos usuários.

Observou-se que a alocação de água também é um processo de alocação de

riscos em virtude da incerteza da disponibilidade hídrica. Além disso, a inexistência de

regras que definam qual o uso prioritário dentre uma mesma categoria de uso impõe que

alguns setores tenham suas garantias hídricas reduzidas sem nenhuma compensação por

essa mudança.

Utilizando o modelo agregado verificou-se que a imposição do sistema

prioritário, elevou a garantia volumétrica do setor urbano em 0,14 e reduziu a garantia

da irrigação em 0,08, no cenário de vazão. Com isso, confirma-se a existência de

transferência de risco entre o abastecimento humano e a irrigação. Entretanto, essa

150

transferência foi reduzida ao utilizar a informação climática na operação do

reservatório.

O mecanismo financeiro foi acionado conforme o estado das águas superficiais

do sistema hídricos, isto é, sempre que o reservatório apresentou estado de seca pagou-

se a compensação para o usuário que perdeu garantia hídrica. Para isso, foi definido

cinco estados: normal, seca moderada, seca severa, seca extrema e seca excepcional.

Os estados de seca foram delimitados por limiares. Esses limiares foram

definidos utilizando dois indicadores: índices de seca e o nível de racionamento. O

primeiro elaborado em três variantes índice de precipitação, de escoamento e sintético

foi considerado ineficaz devido a possibilidade de falso alarme e ao estabelecimento de

um longo período de seca no reservatório.

Assim, o indicador escolhido como gatilho do mecanismo foi o nível de

racionamento. Este indicador iniciou o disparo a compensação quando o volume

disponível para alocação se igualou a 92% da retirada máxima, nesse modelo

considerado como a vazão com noventa por cento de garantia. Verificou-se também a

necessidade de implementação de medidas fiscalização e coerção na operacionalização

do mecanismo financeiro uma vez que o gatilho pode sofrer algum nível de risco moral

Avaliando o mecanismo financeiro por intermédio do modelo agregado

constatou-se que a diferença dos benefícios obtidos pelos dois setores possui uma

menor amplitude. Isso indica que o pagamento da compensação em um período de seca

devido à maior garantia (prioridade) de outros usos opera no sentido de uma maior

equidade e eficiência na alocação de água.

No modelo desagregado, os volumes iniciais dos reservatórios (volumes

registrados em julho de 1912, 1913, 1914 e maio de 1915) evidenciaram que o total

precipitado sobre o sistema Jaguaribe-Metropolitano não foi suficiente para recuperar as

recargas dos reservatórios fazendo com que a partir de 2014 já fosse detectado algum

estado de seca neste sistema.

Contudo, as simulações apontaram que os reservatórios, apesar de estarem

interligados, apresentam estados de seca diferenciados em mesmo cenário. Assim, neste

modelo observou-se a ocorrência de secas locais.

Os reservatórios da RMF, especificamente, não apresentaram estado de seca em

nenhuma condição estudada. Isso ocorreu devido a ordem de prioridade do volume meta

adotada na pesquisa e comprovou a situação de transferência de risco observada no

151

modelo agregado. Nesse caso, o risco de seca é transferido da RMF para a bacia do

Jaguaribe.

Na bacia do Jaguaribe, o maior usuário em termos de volume de água

demandado é a irrigação, assim, esse setor também é o mais impactado quando reduz-se

os níveis dos reservatórios. Esse fato ressalta a importância da compensação financeira

como mecanismo de gestão de risco na alocação de água.

O mecanismo de compensação financeira foi construído em função da

quantidade de água demandada pela irrigação sem levar em consideração o tipo de

cultura. Isso pode ocasionar um descontentamento para usuários que irrigam culturas de

alto valor comercial admitindo que o preço da água para ele teria um valor mais elevado

que para o usuário que cultiva uma espécie de baixo valor comercial.

Sabendo que o mecanismo de compensação foi construído para o setor de

irrigação avalia-se também, com base nas simulações do modelo desagregado, que é

necessário discutir o desenvolvimento de medidas de gestão de risco para os outros

grupos de usuários que também perdem suas garantias hídricas no período de escassez.

Para a bacia do Banabuiú, por exemplo, as simulações expõem a necessidade de um

plano de gestão de risco de seca que contenham medidas de mitigação para as cidades e

toda a zona rural abastecida por esse reservatório.

Observou-se que o mecanismo financeiro pode ser operacionalizada por meio do

instrumento de cobrança pelo uso da água sendo necessário um fundo de regularização

dos recursos arrecadados.

Assim, conclui-se que a compensação financeira é uma opção viável tanto para

os gestores de recursos hídricos que terão maior flexibilidade nas suas decisões quanto

para os usuários menos prioritários do processo de alocação de água que poderão ter

seus rendimentos elevados mesmo com a redução da garantia hídrica.

Recomenda-se que outros estudos complementem a pesquisa com: (i) Aplicação

da compensação financeira utilizando funções benefício atualizadas para o Sistema

Jaguaribe-Metropolitano; (ii) Desenvolvimento de um mecanismo que flutue em relação

ao tipo de cultura; (iii) Aprimoramento do mecanismo para que o valor das

compensações variem em função das falhas dos usuários; (iv) Estudo sobre a gestão,

blindagem e operacionalização do fundo financeiro (v) Aplicação do mecanismo

financeiro para outras regiões;

152

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APÊNDICE A – ÍNDICES DE SECA

Valores dos índices classificados por estado de seca para as escalas temporais de 12, 24

e 36 meses, em amarelo (seca moderada), laranja (seca severa), vermelho (seca

extrema) e vermelho escuro (seca excepcional).

Ano Precipitação (P) Vazão Afluente (Q) Volume (V)

SPI-12 SPI-24 SPI-36 SRI-12 SRI-24 SRI-36 ISmediana ISmedia

1913 0,31 − 0,50 − − 0,99 0,99

1914 1,07 0,88 0,58 0,51 − 0,96 0,97

1915 -2,48 -0,54 -0,30 0,29 0,38 0,37 0,95 0,96

1916 0,47 -1,06 -0,20 -0,82 -0,36 -0,10 0,32 0,36

1917 2,24 1,84 0,64 0,46 -0,19 -0,19 0,23 0,26

1918 1,37 2,36 2,21 1,61 1,28 0,81 1,00 1,00

1919 -2,41 -0,25 1,17 -0,24 1,04 0,91 0,56 0,67

1920 0,15 -1,31 -0,16 -2,26 -1,07 0,51 0,20 0,23

1921 1,69 1,24 0,07 1,04 0,28 -0,04 1,00 1,00

1922 1,04 1,77 1,54 0,62 0,90 0,37 1,00 1,00

1923 0,61 1,05 1,76 0,56 0,57 0,84 1,00 1,00

1924 1,99 1,73 1,94 -0,20 0,11 0,24 0,61 0,71

1925 0,79 1,83 1,81 2,70 2,07 1,89 1,00 1,00

1926 0,94 1,09 1,98 0,79 2,34 1,97 0,96 0,97

1927 -1,01 0,02 0,42 1,51 1,36 2,50 1,00 1,00

1928 -0,36 -0,96 -0,22 -0,68 0,86 0,91 0,42 0,48

1929 0,50 0,05 -0,51 -0,58 -1,04 0,42 0,19 0,22

1930 0,20 0,41 0,11 -0,32 -0,79 -1,19 0,19 0,22

1931 -0,68 -0,35 -0,04 -0,32 -0,63 -1,00 0,18 0,20

1932 -1,53 -1,51 -1,10 -0,63 -0,81 -1,02 0,13 0,14

1933 -0,15 -1,11 -1,32 -1,68 -1,46 -1,44 0,02 0,02

1934 0,70 0,33 -0,48 0,36 -0,41 -0,82 0,36 0,40

1935 1,49 1,42 1,09 0,88 0,64 0,10 1,00 1,00

1936 -0,70 0,62 0,85 1,05 1,06 0,89 1,00 1,00

1937 -0,37 -0,77 0,29 -1,32 0,32 0,56 0,37 0,42

1938 -0,55 -0,67 -0,97 -0,42 -1,17 -0,06 0,20 0,22

1939 -0,09 -0,48 -0,64 -0,94 -1,05 -1,64 0,07 0,08

1940 0,90 0,51 0,11 -0,07 -0,73 -1,01 0,22 0,25

1941 -0,31 0,38 0,22 0,47 0,10 -0,40 0,53 0,64

1942 -1,96 -1,47 -0,60 -0,01 0,13 -0,12 0,45 0,51

1943 -0,58 -1,67 -1,55 -1,28 -0,75 -0,42 0,14 0,16

1944 -0,78 -0,96 -1,83 -0,39 -1,13 -1,01 0,18 0,20

1945 0,42 -0,25 -0,56 -0,01 -0,44 -1,01 0,15 0,17

1946 0,19 0,34 -0,15 0,52 0,17 -0,20 0,81 0,86

1947 0,90 0,68 0,74 -0,72 -0,11 -0,29 0,36 0,41

...Continua

169

Valores dos índices classificados por estado de seca para as escalas temporais de 12, 24

e 36 meses, em amarelo (seca moderada), laranja (seca severa), vermelho (seca

extrema) e vermelho escuro (seca excepcional). ....Continuação



1948 0,45 0,84 0,75 1,84 1,17 1,05 0,97 0,98

1949 -0,61 -0,13 0,37 0,09 1,34 0,90 0,85 0,88

1950 0,26 -0,27 -0,01 -0,44 -0,39 0,94 0,42 0,48

1951 -1,61 -0,83 -1,06 0,76 0,20 0,01 1,00 1,00

1952 -0,98 -1,77 -1,26 -1,01 0,07 -0,31 0,37 0,42

1953 -1,26 -1,55 -2,18 -1,00 -1,54 -0,44 0,11 0,12

1954 -1,16 -1,67 -1,95 -1,00 -1,54 -1,98 0,05 0,06

1955 -0,47 -1,13 -1,65 -1,13 -1,62 -2,04 0,00 0,00

1956 -0,08 -0,42 -1,00 0,07 -0,64 -1,15 0,25 0,28

1957 -0,07 -0,16 -0,43 0,45 0,16 -0,36 0,52 0,64

1958 -1,97 -1,28 -1,11 0,32 0,31 0,10 0,75 0,81

1959 -0,79 -1,84 -1,52 -1,49 -0,44 -0,24 0,25 0,28

1960 -0,01 -0,57 -1,48 -0,66 -1,46 -0,86 0,12 0,14

1961 -0,52 -0,40 -0,79 1,20 0,56 0,02 0,96 0,97

1962 -0,54 -0,77 -0,67 -0,02 0,74 0,29 0,73 0,79

1963 0,38 -0,14 -0,43 -0,43 -0,47 0,34 0,38 0,43

1964 1,70 1,38 0,88 0,49 -0,05 -0,24 0,55 0,66

1965 0,14 1,24 1,19 1,19 0,95 0,55 1,00 1,00

1966 -0,41 -0,23 0,81 0,28 0,85 0,76 1,00 1,00

1967 0,53 0,05 0,07 -0,36 -0,19 0,47 0,50 0,62

1968 0,26 0,47 0,14 0,63 0,11 0,04 1,00 1,00

1969 0,47 0,43 0,60 0,33 0,44 0,06 1,00 1,00

1970 -1,05 -0,36 -0,19 0,26 0,18 0,30 1,00 1,00

1971 0,07 -0,66 -0,30 -0,85 -0,39 -0,30 0,40 0,46

1972 -0,91 -0,58 -1,07 -0,79 -1,29 -0,86 0,15 0,18

1973 0,90 0,04 0,03 -1,47 -1,59 -1,92 0,03 0,03

1974 2,29 2,12 1,41 0,32 -0,44 -0,90 0,35 0,40

1975 0,82 2,07 2,15 2,54 2,04 1,56 1,00 1,00

1976 -0,45 0,23 1,54 0,26 2,03 1,78 1,00 1,00

1977 0,92 0,31 0,66 0,19 0,09 1,74 0,97 0,98

1978 0,29 0,76 0,37 0,47 0,24 0,13 1,00 1,00

1979 -0,50 -0,18 0,35 -0,36 -0,03 -0,12 0,51 0,63

1980 -0,03 -0,41 -0,21 -0,96 -1,00 -0,53 0,22 0,25

1981 -0,39 -0,34 -0,59 -0,11 -0,77 -1,01 0,26 0,30

1982 -0,60 -0,72 -0,64 0,64 0,22 -0,28 0,82 0,86

Continua

170

ISmediano das séries sintéticas classificados por estado de seca para as escalas

temporais de 12, 24 e 36 meses, em amarelo (seca moderada), laranja (seca severa),

vermelho (seca extrema) e vermelho escuro (seca excepcional).

...Continuação



1983 -2,05 -1,74 -1,65 -0,89 -0,03 -0,27 0,33 0,38

1984 -0,16 -1,40 -1,51 -2,13 -1,81 -0,62 0,02 0,02

1985 2,39 1,62 0,54 0,11 -0,69 -1,17 0,25 0,28

1986 1,00 2,25 1,82 2,43 1,89 1,40 1,00 1,00

1987 0,07 0,67 1,92 1,01 2,20 1,89 1,00 1,00

1988 -0,06 -0,06 0,49 0,08 0,61 1,89 0,91 0,93

1989 1,35 0,86 0,71 0,16 -0,05 0,40 0,85 0,89

1990 -0,02 0,88 0,66 1,74 1,28 0,99 1,00 1,00

1991 -0,46 -0,38 0,47 -0,43 1,12 0,87 0,56 0,66

1992 -0,13 -0,45 -0,43 -0,69 -0,93 0,68 0,27 0,31

1993 -1,76 -1,22 -1,29 -0,54 -1,01 -1,24 0,14 0,16

1994 0,16 -0,99 -0,91 -0,81 -1,08 -1,44 0,09 0,11

1995 0,58 0,43 -0,48 -2,04 -1,71 -1,75 -0,01 -0,01

1996 0,76 0,83 0,73 0,51 -0,26 -0,74 0,23 0,26 Fonte: Elaboração própria.

171

APÊNDICE B – Indice sintético mediano

ISmediano das séries sintéticas classificados por estado de seca, em amarelo (seca

moderada), laranja (seca severa), vermelho (seca extrema) e vermelho escuro (seca

excepcional).

Séries Sintéticas

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

0,95 0,77 1,00 0,93 0,65 0,95 1,00 0,86 0,74 0,67 0,90 1,00 1,00 1,00 1,00

0,64 0,51 0,78 0,60 0,28 0,62 0,82 0,53 0,63 0,41 0,57 0,85 0,76 0,81 0,73

1,00 1,00 0,68 0,94 0,84 0,95 0,77 0,35 0,92 0,65 1,00 0,89 0,72 1,00 0,88

0,67 0,76 0,56 0,60 0,63 0,61 0,64 0,02 0,79 0,43 0,66 0,71 0,48 0,79 0,61

0,35 0,49 0,50 0,15 0,45 0,17 0,69 0,16 0,72 0,16 0,78 0,61 0,55 0,93 0,72

0,07 0,17 0,00 0,01 0,27 0,00 0,41 0,00 0,57 0,00 0,52 0,27 0,11 0,75 0,50

0,88 1,00 0,50 0,86 0,41 0,85 0,67 0,57 0,69 0,52 0,57 0,31 0,34 0,93 0,75

0,55 0,79 0,19 0,53 0,30 0,53 0,33 0,31 0,55 0,15 0,35 0,00 0,00 0,75 0,59

0,53 0,59 0,64 0,47 1,00 0,47 0,18 0,59 0,56 0,79 0,61 1,00 1,00 0,70 0,55

0,29 0,21 0,54 0,15 0,75 0,15 0,00 0,31 0,32 0,51 0,50 0,80 0,71 0,43 0,08

0,14 0,62 0,83 0,18 0,54 0,18 0,71 1,00 0,42 0,55 0,72 0,64 0,52 0,31 0,32

0,00 0,31 0,69 0,02 0,26 0,02 0,30 0,77 0,18 0,24 0,45 0,27 0,01 0,01 0,06

0,01 0,37 0,59 0,01 0,28 0,01 0,76 0,86 0,58 0,43 0,58 0,23 0,16 0,16 0,20

0,01 0,10 0,30 0,00 0,09 0,00 0,62 0,58 0,33 0,09 0,36 0,08 0,01 0,01 0,00

0,15 0,65 0,13 0,20 0,15 0,20 0,69 0,78 0,41 0,14 0,50 0,36 0,38 0,38 0,44

0,08 0,40 0,07 0,13 0,00 0,13 0,68 0,48 0,24 0,01 0,36 0,11 0,20 0,03 0,14

1,00 1,00 0,27 1,00 0,99 1,00 0,72 1,00 0,27 0,29 0,64 0,91 0,91 0,66 0,59

0,63 0,78 0,09 0,62 0,75 0,62 0,47 0,69 0,14 0,01 0,32 0,75 0,67 0,11 0,16

1,00 0,52 0,22 0,99 1,00 0,99 0,56 0,69 0,14 0,89 0,31 1,00 1,00 0,66 0,67

0,70 0,12 0,23 0,67 0,76 0,67 0,35 0,39 0,02 0,61 0,10 0,83 0,75 0,36 0,21

0,45 0,15 0,60 0,38 0,80 0,38 0,29 0,34 0,11 1,00 0,29 0,71 0,83 0,61 0,63

0,19 0,00 0,42 0,07 0,81 0,07 0,07 0,05 0,00 0,76 0,06 0,49 0,01 0,33 0,28

0,99 0,08 0,28 0,98 0,46 0,98 0,44 1,00 0,42 1,00 0,06 0,42 0,44 0,70 0,73

0,61 0,02 0,22 0,60 0,21 0,60 0,33 0,69 0,31 0,75 0,00 0,09 0,15 0,56 0,50

1,00 0,52 0,62 0,99 0,90 0,99 0,53 0,47 0,68 0,72 0,73 0,51 0,67 0,44 0,67

0,62 0,22 0,54 0,61 0,64 0,61 0,30 0,17 0,60 0,49 0,45 0,05 0,09 0,00 0,09

0,47 0,83 0,20 0,40 0,76 0,41 0,61 0,22 0,68 0,72 0,57 0,41 0,54 0,31 0,42

0,26 0,54 0,18 0,16 0,34 0,16 0,46 0,00 0,40 0,47 0,41 0,12 0,20 0,08 0,20

0,46 0,36 0,68 0,62 0,27 0,63 0,35 0,78 1,00 0,62 0,52 0,61 0,84 0,64 0,59

0,27 0,00 0,56 0,28 0,09 0,28 0,11 0,46 0,85 0,33 0,21 0,11 0,16 0,20 0,30

.....Continua

172

ISmediano das séries sintéticas classificados por estado de seca, em amarelo (seca

moderada), laranja (seca severa), vermelho (seca extrema) e vermelho escuro (seca

excepcional).

....Continuação

Séries Sintéticas

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1,00 0,83 0,86 1,00 0,96 1,00 0,96 0,70 0,79 1,00 0,71 0,92 0,75 0,82 1,00

0,72 0,62 0,69 0,64 0,76 0,73 0,79 0,53 0,63 0,80 0,52 0,54 0,60 0,64 0,73

0,91 0,55 0,55 0,44 1,00 0,62 0,78 0,74 0,46 0,92 0,23 1,00 0,22 0,60 0,89

0,66 0,18 0,17 0,17 0,82 0,38 0,59 0,38 0,20 0,75 0,09 0,64 0,00 0,06 0,66

0,57 0,59 0,25 0,61 0,69 1,00 1,00 0,78 0,51 1,00 1,00 0,35 0,85 0,68 1,00

0,36 0,36 0,03 0,34 0,39 0,71 0,81 0,64 0,33 0,81 0,85 0,25 0,72 0,52 0,70

0,66 0,30 1,00 0,50 0,55 0,77 0,77 0,86 0,56 0,65 0,80 0,07 1,00 0,39 0,58

0,28 0,02 0,79 0,29 0,19 0,52 0,58 0,67 0,31 0,25 0,60 0,03 0,87 0,09 0,30

0,59 0,75 0,70 0,21 0,25 0,49 0,18 0,63 0,59 0,46 0,34 0,04 0,77 0,61 0,77

0,34 0,57 0,44 0,00 0,07 0,23 0,00 0,30 0,27 0,17 0,12 0,00 0,62 0,31 0,50

0,69 0,35 0,27 0,79 0,70 0,48 0,15 0,27 0,33 0,64 0,14 0,16 0,72 0,37 0,73

0,46 0,06 0,11 0,53 0,43 0,26 0,02 0,15 0,19 0,43 0,05 0,12 0,36 0,09 0,50

0,52 0,73 0,16 0,27 0,59 0,69 0,79 0,75 0,17 0,35 0,17 0,63 0,47 0,26 0,22

0,21 0,27 0,00 0,19 0,29 0,38 0,57 0,43 0,03 0,12 0,08 0,39 0,22 0,16 0,00

0,69 0,63 0,73 0,58 0,17 1,00 0,45 0,63 0,83 0,23 0,10 1,00 0,85 0,59 1,00

0,40 0,45 0,51 0,27 0,03 0,70 0,29 0,41 0,67 0,05 0,00 0,64 0,71 0,21 0,78

0,56 1,00 0,19 0,79 0,72 0,33 0,80 0,59 0,49 0,07 0,22 0,77 0,60 0,74 0,77

0,38 0,76 0,05 0,50 0,45 0,00 0,62 0,38 0,15 0,00 0,24 0,38 0,28 0,66 0,49

0,61 0,69 0,18 0,56 1,00 0,60 0,33 0,47 0,28 0,54 0,61 1,00 0,23 0,31 0,45

0,30 0,29 0,01 0,28 0,80 0,31 0,17 0,22 0,13 0,12 0,32 0,50 0,04 0,00 0,15

0,18 0,45 0,68 0,84 0,69 0,28 0,55 1,00 0,11 0,26 0,54 0,62 0,68 1,00 0,64

0,00 0,32 0,48 0,58 0,44 0,04 0,30 0,85 0,00 0,13 0,21 0,40 0,56 0,82 0,40

0,64 0,83 0,69 0,57 0,80 1,00 0,61 0,72 0,72 1,00 0,97 1,00 0,53 0,91 0,11

0,47 0,60 0,49 0,34 0,60 0,71 0,26 0,55 0,58 0,84 0,81 0,69 0,31 0,75 0,03

0,64 0,80 0,85 0,73 0,55 0,65 0,22 0,23 1,00 0,65 0,77 0,99 0,29 0,68 0,08

0,39 0,60 0,65 0,39 0,14 0,37 0,03 0,04 0,85 0,21 0,59 0,50 0,20 0,48 0,03

0,61 0,32 0,59 0,79 0,22 0,22 0,60 0,12 1,00 0,96 0,70 0,64 0,40 0,63 0,71

0,42 0,00 0,18 0,41 0,02 0,07 0,21 0,00 0,83 0,80 0,48 0,38 0,34 0,15 0,43

0,48 0,38 0,88 0,63 0,07 0,53 0,27 0,16 0,72 0,64 0,87 0,39 0,46 0,45 0,18

0,21 0,30 0,69 0,27 0,00 0,31 0,20 0,04 0,71 0,21 0,69 0,23 0,12 0,18 0,01

173

ANEXO A - TARIFAÇÃO DE ÁGUA BRUTA

A seguir será descrito os modelos de tarifação da água bruta do estado do Ceará

estudados por Tahal Consulting Engineers Ltda & JP Meio Ambiente (2003):

Modelo binomial

O modelo binomial é expresso pela equação (1).

ef2out1 VTVT)u(T

(1)

Onde:

T(u) representa a tarifa do usuário “u”;

T1 é a tarifa padrão da outorga de longo prazo;

Vout corresponde ao volume outorgado do usuário;

T2 é a tarifa padrão sobre volume efetivamente consumido;

Vef = volume efetivamente consumido pelo usuário.

Ele apresenta a vantagem de contemplar tanto o volume outorgado a longo prazo

quanto o volume efetivamente utilizado. É importante mencionar que tanto o volume

outorgado quanto a tarifa T1 podem ser associados à garantia de oferta.

As maiores limitações do modelo que impediram que o mesmo fosse

recomendado para implantação no estado do Ceará foram:

(a) O volume outorgado de longo prazo é frequentemente alterado no Ceará

em decorrência das intensas variações hidrológicas interanuais, de modo que sua

implantação e instrumentalização ainda não permitem apoiar o sistema tarifário sobre si;

(b) Não há ainda elementos técnicos suficientes para determinar a tarifa em

função da garantia associada.

Modelo custo médio da água (CMA-3)

O modelo CMA-3 apresenta o princípio do subsídio cruzado por meio de

uma curva logística. O referido modelo foi proposto por Araújo (1996) e corresponde a

174

uma alteração do modelo CMA-2 conforme sugerido por Lanna (1995). A estrutura da

tarifa pode ser descrita pelas equações 2, 3 e 4

[ ]

Em que:

T(u) é a tarifa do usuário “u”

Tc corresponde tarifa por consumo

Ts expressa o termo de subsídio cruzado.

TM é a tarifa média do uso

V representa volume sobre o qual incide a tarifa;

α, β e γ são os parâmetros do modelo.

Os três parâmetros correspondem três graus de liberdade, ou três decisões

políticas: (i) o montante a arrecadar (S); (ii) o volume de isenção (Vi); e (iii) o volume

de subsídio (Vs). O termo de subsídio cruzado, neste modelo, tem um valor fixo em

unidade monetária, ou seja, cada usuário terá um termo negativo (subsídio) ou positivo

(sobretarifa) em sua conta. Isso indica que cada usuário terá um valor único de tarifa

unitária (R$/m³), o que dificulta não somente a negociação da política tarifária, como

também sua implantação.

O cálculo dos parâmetros pode ser realizado a partir da definição dos graus de

liberdade. Inicialmente a tarifa média (TM) já deverá estar definida de modo que:

Onde:

K corresponde ao percentual da capacidade de pagamento que se deve cobrar dos

diversos setores para que os custos de operação e manutenção sejam cobertos pela

tarifa de água;

CP representa a capacidade de pagamento dos usuários de água.

A condição de subsídio cruzado indica que a soma dos termos Ts deve ser zero,

pois o único objetivo do termo é aliviar os pequenos usuários sobretaxando os grandes

usuários.

175

n

1j

j

2

j

n

1j

j 0VVexp10Ts

A condição de isenção significa que, para o volume de isenção, definido pelos

tomadores de decisão, a tarifa deverá ser nula, ou seja, o termo se subsídio cruzado deve

ser negativo e exatamente igual à tarifa por consumo (equação 7).

[ ]

A condição limite entre subsídio e sobretarifa impõe que, para o volume limite

Vs, o termo de subsídio cruzado seja zero, de modo que o usuário que consuma esse

volume pague exatamente a tarifa média: aqueles que consumam menos que Vs terão

termo negativo (e serão, portanto, subsidiados) e aqueles que consumam mais serão

sobretaxados. Daí:

[ ]

Com base nas equações (6) a (8) é possível calcular os três parâmetros do

modelo.

Modelo capacidade de pagamento e subsídio – CPS

O modelo Capacidade de Pagamento e Subsídio cruzado – CPS considera o

volume alocado anualmente, trabalha por faixas (e não individualmente, como o CMA-

3), e possui o termo de subsídio e/ou sobretarifa expresso em forma de fração da tarifa

média. O modelo CPS tem como base a equação (9):

Em que:

T(u) = tarifa do usuário “u”;

r = termo de subsídio cruzado;

M = tarifa média do uso;

Va (u) = volume alocado anualmente ao usuário “u”.

(6)

176

O termo de subsídio cruzado é modelado por uma curva logística com três

parâmetros (equação 10), que tem como virtudes a inclusão de três graus de liberdade

(para calibrar os três parâmetros) e tem comportamento assintótico, o que evita

distorções.

')'exp(1

'2

Var

Onde:

α‟ , β‟ e γ„ são parâmetros.

Para calibrar esses parâmetros podem ser fornecidos os seguintes três valores:

montante a arrecadar (S), volume de isenção (Vi) e volume de tarifa média (V0).

Assim, a tarifa deve ser tal que:

∑

A tarifa calculada pelo modelo para o volume de isenção deve ser zero:

O modelo deve calcular o fator r = 0 para o usuário que consuma volume de

tarifa média:

Desta forma, aplicando-se técnicas de otimização (minimização de erros), chega-

se aos valores dos três parâmetros.

(10)

compensaÇÃo financeira como mecanismo de gestÃo de …€¦ · dessta forma, o presente estudo...

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