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i UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS, DA TERRA E DO MAR CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO SISTEMA DE INFORMAÇÃO PARA ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA PARA IMPLANTAÇÃO DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTO Área de Inteligência Artificial Anelise Cristina Newbery Itajaí (SC), julho de 2003.

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i

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ

CENTRO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR DE CIÊNCIAS

TECNOLÓGICAS, DA TERRA E DO MAR

CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

SISTEMA DE INFORMAÇÃO PARA ANÁLISE DE

VIABILIDADE ECONÔMICA PARA IMPLANTAÇÃO DE

SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTO

Área de Inteligência Artificial

Anelise Cristina Newbery

Itajaí (SC), julho de 2003.

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ

CENTRO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR DE CIÊNCIAS

TECNOLÓGICAS, DA TERRA E DO MAR

CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

RELATÓRIO DO TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO II

SISTEMA DE INFORMAÇÃO PARA ANÁLISE DE

VIABILIDADE ECONÔMICA PARA IMPLANTAÇÃO DE

SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTO

Área de Inteligência Artificial

Anelise Cristina Newbery

Relatório apresentado à Banca

Examinadora do Trabalho de Conclusão

do Curso de Ciência da Computação para

análise e aprovação.

Itajaí (SC), julho de 2003.

ii

EQUIPE TÉCNICA

Acadêmica

Anelise Cristina Newbery

Professor Orientador

Rudimar Luís Scaranto Dazzi, M. Sc.

Professora Co-orientadora

Valéria Regina Bellotto, Dra.

Coordenadores dos Trabalhos de Conclusão de Curso

Anita Maria da Rocha Fernandes, Dra

César Albenes Zeferino, Dr

Coordenador do Curso

Luís Carlos Martins, Esp.

iii

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho à minha SUPER MÃE,

que é mãe e pai pra mim, que sempre acreditou

no estudo como a melhor herança; que mesmo

com todas as adversidades encontradas na

caminhada teve força e coragem para superá-

las e me dar um bom exemplo; e que

ultimamente ficou muitas madrugadas

acordada comigo, dando o apoio necessário e

torcendo para a conclusão desse trabalho com

sucesso.

iv

AGRADECIMENTOS

À minha mãe, pela presença constante, incentivo e torcida permanente pela conclusão deste

trabalho;

Ao meu irmão Rafael de Santiago, por estar sempre ao meu lado (ele na Pesquisa-02 e eu na

Pesquisa-01); ao irmão Elieser A. de Jesus, por liberar a Pesquisa-01 nas manhãs que eu precisei;

Á Elis, pela compreensão, companhia e torcida constantes.

Ao Márcio, ao Oswaldo (Papai do Ano!) Isaías e ao Fernando pelos socorros prestados com logins,

softwares, bancos e etc;

À Andy, que via internet teve toda a paciência prá me explicar o que eu precisava a cada momento;

A todos os meus amigos e colegas, pelos bons momentos compartilhados e pelas experiências que

trocamos ao longo deste tempo;

Ao meu orientador, Rudimar Luís Scaranto Dazzi, pela força, incentivo e total apoio; bem como à

professora Anita Mª da Rocha Fernandes, que não mediu esforços para me ajudar;

À minha co-orientadora, professora Valéria Regina Bellotto e minha especialista Andresa Graciela

Wagner, pelo apoio, pela experiência e pelo conhecimento passado para que este trabalho pudesse

ser realizado;

Ao professor Rogério Gonçalves Bittencourt, pelos socorros com o Banco de Dados;

A todos os professores, mestres e doutores na arte de ensinar, que contribuíram para que este sonho

se realizasse;

A todos vocês que contribuíram de alguma forma para o meu crescimento; o meu muito obrigada!

Thank you very much! Grazie! Merci! Gracias! Danke! ����������! ��!; �� ������

! ;o)

SUMÁRIO

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ................................... xi

LISTA DE FIGURAS .................................................................... xii

RESUMO ........................................................................................ xiv

ABSTRACT .................................................................................... xv

I. INTRODUÇÃO .......................................................................... 11. APRESENTAÇÃO .................................................................................... 1

2. JUSTIFICATIVA ...................................................................................... 2

3. IMPORTÂNCIA DO TRABALHO ........................................................ 4

4. OBJETIVOS DO TRABALHO ............................................................... 5

4.1 Objetivo Geral ......................................................................................... 5

4.2 Objetivos Específicos ............................................................................... 5

5. METODOLOGIA ..................................................................................... 5

II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................ 61. INTRODUÇÃO ......................................................................................... 6

2. SISTEMAS DE INFORMAÇÃO ............................................................. 6

3. SISTEMAS ESPECIALISTAS ................................................................ 9

3.1 Breve Histórico ........................................................................................ 10

3.2 Estrutura de um Sistema Especialista ................................................... 10

3.2.1 A Base de Conhecimento ....................................................................... 11

3.2.2 A Máquina de Inferência ........................................................................ 12

3.2.3 A Interface com o Usuário .................................................................... 13

3.3 Componentes ............................................................................................ 13

3.4 Aquisição do Conhecimento ................................................................... 14

3.5 Áreas de Utilização .................................................................................. 15

3.6 Classificação dos Sistemas Especialistas ............................................... 16

vi

3.7 Vantagens e Desvantagens ...................................................................... 17

4. LÓGICA DIFUSA ..................................................................................... 17

4.1 Conjuntos Difusos ................................................................................... 18

4.2 Conceitos .................................................................................................. 21

4.3 Operações com Conjuntos Difusos ........................................................ 22

4.4 Variáveis Lingüísticas ............................................................................. 24

4.5 Sistemas Especialistas Difusos ................................................................ 25

4.6 Fuzzificação .............................................................................................. 27

4.7 Inferência ................................................................................................. 28

4.8 Defuzzificação .......................................................................................... 29

5. SISTEMAS DE ESGOTOS ...................................................................... 30

5.1 Introdução ................................................................................................ 30

5.2 História do Esgoto ................................................................................... 30

5.3 O esgoto e a Saúde ................................................................................... 31

5.4 Conceito .................................................................................................... 32

5.5 Coleta e Tratamento de Esgoto .............................................................. 33

5.6 Sistemas de Esgoto .................................................................................. 34

5.7 Estudo e Concepção de Sistemas de Esgoto Sanitário ......................... 36

5.7.1 Dados e Características do Município .................................................... 37

5.7.2 Análise do Sistema de Esgoto Sanitário Existente ................................. 38

5.7.3 Estudos Demográficos e de Uso e Ocupação do Solo ............................ 38

5.7.4 Critérios e Parâmetros de Projeto ........................................................... 38

5.7.5 Cálculo das Contribuições de Esgoto ..................................................... 39

5.7.6 Formulação Criteriosa das Alternativas de Concepção .......................... 40

5.7.7 Estudo de Corpos Receptores ................................................................. 40

5.7.8 Pré-Dimensionamento das Unidades dos Sistemas Desenvolvidos para

a Escolha da Alternativa .................................................................................. 40

vii

5.7.8.1 Rede Coletora ...................................................................................... 41

5.7.8.2 Coletor Tronco, Interceptor e Emissário ............................................. 41

5.7.8.3 Estação Elevatória e Linha de Recalque ............................................. 41

5.7.8.4 Estação de Tratamento de Esgoto ....................................................... 42

5.7.8.5 Determinação do Grau Necessário do Tratamento de Esgoto ............. 43

5.7.8.6 Estimativa de Custo das Alternativas Estudadas ................................. 43

5.7.8.7 Comparação Técnico-Econômica e Ambiental das Alternativas ........ 44

5.7.8.8 Alternativa Escolhida .......................................................................... 44

5.7.8.9 Peças Gráficas do Estudo de Concepção ............................................. 45

5.7.8.10 Memórias de Cálculo ........................................................................ 46

5.8 Esgoto Doméstico ..................................................................................... 46

5.8.1 População da Área de Projeto ................................................................ 47

5.8.2 Estudo Demográfico ............................................................................... 48

5.8.2.1 População Flutuante ............................................................................ 49

5.8.2.2 Distribuição Demográfica ................................................................... 50

5.8.3 Contribuição Per Capita ......................................................................... 51

5.8.4 Coeficiente de Retorno Esgoto/Água ..................................................... 52

5.8.5 Vazão de Esgotos ................................................................................... 52

5.9. Infiltrações .............................................................................................. 54

5.10 Despejos Industriais .............................................................................. 55

6 CONCEITOS BÁSICOS SOBRE ANÁLISE ECONÔMICO-

FINANCEIRA ............................................................................................... 57

6.1 Engenharia Econômica ........................................................................... 57

6.2 A Matemática Financeira ....................................................................... 58

6.3 Objetivo da Matemática Financeira ...................................................... 58

6.4 Operações Financeiras ............................................................................ 59

6.5 Depreciação .............................................................................................. 60

viii

6.6 Capital ...................................................................................................... 60

6.7 Montante .................................................................................................. 61

6.8 Rendas ...................................................................................................... 61

6.9 Juros ......................................................................................................... 61

6.10 Taxa de Juros ......................................................................................... 62

6.11 Tipos de Juros ........................................................................................ 62

6.11.1 Juros Simples ........................................................................................ 62

6.11.2 Juros Compostos .................................................................................. 63

6.12 Inflação ................................................................................................... 64

6.13 Atualização Monetária .......................................................................... 64

6.14 Fluxo de Caixa ....................................................................................... 65

6.15 Equivalência de Fluxo de Caixa ........................................................... 66

6.16 Análise de Investimentos ...................................................................... 67

6.17 Métodos Exatos de Análise de Investimentos ..................................... 68

6.18 Projetos Públicos ................................................................................... 68

6.19 Valor Presente Líquido ......................................................................... 70

6.20 Taxa Mínima de Atratividade .............................................................. 71

6.21 Relação Benefício/Custo ....................................................................... 72

6.22 Taxa Interna de Retorno ...................................................................... 72

III. DESENVOLVIMENTO ......................................................... 751. INTRODUÇÃO ......................................................................................... 75

1.1 Estabelecimento do Problema ................................................................ 75

1.2 Aquisição, Modelagem e Representação do Conhecimento ................ 75

2. IMPLEMENTAÇÃO DO BANCO DE DADOS .................................... 90

2.1 Dicionário de Dados ................................................................................ 93

3. ANÁLISE ESSENCIAL ........................................................................... 101

ix

3.1 Lista de Eventos 101

3.2 Especificação dos Processos .................................................................... 105

3.3 Descrição do Sistema Proposto .............................................................. 106

IV. CONCLUSÃO .......................................................................... 111

BIBLIOGRAFIA ............................................................................ 113

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

BD Banco de Dados

DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio

ETAR Estação de Tratamento de Águas Residuárias

ETE Estação de Tratamento de Esgotos

IA Inteligência Artificial

OD Oxigênio Dissolvido

SE Sistema Especialista

SI Sistema de Informação

STE Sistema de Tratamento de Esgoto

TMA Taxa de Mínima Atratividade

VPL Valor Presente Líquido

TIR Taxa Interna de Retorno

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Estrutura convencional de um Sistema Especialista .........................................................11

Figura 2 - Função de pertinência para um conjunto difuso A............................................................19

Figura 3 – Representação de estatura alta utilizando graus de pertinência. .......................................20

Figura 4 – Função indicadora do conjunto A.....................................................................................21

Figura 5 - União entre conjuntos difusos. ..........................................................................................23

Figura 6 - Intersecção entre conjuntos difusos...................................................................................23

Figura 7 – complemento de um conjunto difuso................................................................................24

Figura 8 - Representação do fluxo de caixa .......................................................................................66

Figura 9 - Tela de abertura do programa Coleta de Dados 2001 .......................................................76

Figura 10 - Preenchimento dos formulários.......................................................................................77

Figura 11 - Tela para inserção dos dados de esgoto...........................................................................78

Figura 12 - Tela de cadastro dos dados referentes à água..................................................................79

Figura 13 - Tela com o relatório de avisos e erros .............................................................................80

Figura 14 - Função de pertinência para a variável Necessidade de Área...........................................83

Figura 15 - Função de pertinência para a variável custo da área .......................................................83

Figura 16 - Função de pertinência para a variável Impacto Ambiental .............................................83

Figura 17 - Parte I da árvore de decisão da análise de aspectos técnicos ..........................................86

Figura 18 - Parte II da árvore de decisão da análise de aspectos técnicos .........................................86

Figura 19 - Parte I da árvore de decisão da análise de aspectos sócio-ambientais ............................87

Figura 20 - Parte II da árvore de decisão da análise de aspectos sócio-ambientais ...........................87

Figura 21 - Modelo Lógico do banco de dados..................................................................................91

Figura 22 - Modelo Físico do banco de dados ......................................................................................92

Figura 23 – Diagrama de Contexto ..................................................................................................101

Figura 24 – Evento 1 – Usuário solicita cadastramento do estado...................................................102

Figura 25 – Evento 2 – Usuário solicita cadastramento do município.............................................102

Figura 26 - Evento 3 – Usuário solicita cadastramento da água ......................................................102

Figura 27 – Evento 4 – Usuário solicita cadastramento do esgoto ..................................................102

Figura 28 – Evento 5 – Usuário solicita cadastramento dos dados financeiros ...............................103

Figura 29 – Evento 6 – Usuário solicita cadastramento do item......................................................103

Figura 30 – Evento 7 – Usuário solicita cadastramento do sistema.................................................103

Figura 31 - Evento 8 - Usuário insere os aspectos sócio-ambientais ...............................................103

xii

Figura 32 - Evento 9 - Usuário insere os aspectos técnicos ............................................................ 104

Figura 33 - Evento 10 – Usuário solicita cadastramento do grupo ..................................................104

Figura 34 – Evento 11 – Usuário realiza as projeções. ....................................................................104

Figura 35 - Tela de abertura do sistema ...........................................................................................107

Figura 36 - Tela de escolha da ação no sistema ...............................................................................108

Figura 37 - Tela de cadastro dos dados da água...............................................................................109

Figura 38 - Tela de projeções do sistema.........................................................................................110

RESUMO

O saneamento básico está relacionado às atividades de tratamento e distribuição de água potável,

coleta e tratamento de esgoto e recolhimento e tratamento do lixo. A insuficiência de recursos

financeiros tem aparecido como o principal motivo para a escassez de sistemas relacionados ao

saneamento básico. Porém, este serviço tem grande relevância, pois os impactos ambientais gerados

pela falta de tratamento deste podem levar a sérias conseqüências, como alterações das propriedades

físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, que afetam direta ou indiretamente a saúde, as

atividades sociais e econômicas, a biota, a estética, os aspectos sanitários do meio ambiente e a

qualidade dos recursos naturais. Diante deste fato, o objetivo deste estudo consiste no

desenvolvimento de um protótipo para auxiliar os tomadores de decisão municipais na escolha de

um sistema de tratamento de esgoto a ser implantado, que indique a melhor relação custo-benefício

para um dado município, apoiando-o na alocação dos escassos recursos financeiros, destinados a

esta atividade com maior aceitação por parte dos habitantes daquela região. Para o desenvolvimento

deste projeto foram realizadas algumas etapas, iniciando com a fase de revisão bibliográfica, onde

buscou-se aprofundar conhecimentos específicos, adquiridos ao longo do curso, de modo a embasar

as outras fases do projeto. A fase de implementação do sistema envolveu a construção da base de

dados no ambiente Oracle, pela utilização de uma ferramenta Case e a codificação do programa no

ambiente de desenvolvimento Delphi 6. Para a realização deste protótipo, foi criado um banco de

dados com todos os dados e ou informações relevantes, referentes ao município e região assim

como dos sistemas de tratamento, com todos os custos relacionados, permitindo com isso a

implementação de um sistema especialista difuso que pode, a partir dos dados previamente

cadastrados gerar projeções a cerca da melhor opção de sistema de tratamento de esgoto para o

município ou região.

ABSTRACT

Treatment activities and drinking water distribution, collect and jewer treatment and collect and

garbage treatment are related to the basic sanitation. The insufficiency of financial resources has

been the main reason for the lack efficient systems related to the basic sanitation. However, this

service has a great relevance because the environmental impacts generated by lack of treatment of

this service can take to serious consequences, such as the biological, chemical and physical

properties alterations of the enviromment, that affect direct or indirectly the health, the economic

and social activities, biota, asthetic and the sanitary aspects of the enviromment and the quality of

the natural resources.

Considering this fact, the objective of this study consisted in the development of a computational

prototype to help decision makers in a city to choose the best serwer treatment system to be

implemented, that can inform the best cost/benefit relation for a determined city, supporting it in

alocation of insufficient economic resources, sent to this activity with bigger acceptance among the

citizens of that region. In order to develop this project some steps were followed; starting from

blibliografical revision, where the specific knowledge was searched, obtained during the course,

with the purpose of basing on other steps of project. The phase of system implementation envolved

the development of database in Oracle environment, using a Case tool and the program codification

in Delphi 6 environment. A database with all data and/or important information was created to

develop this prototype, concerning to the city and region as well as the treatment systems and with

all the related costs. Allowing the fuzzy expert system implementation to be able to generate

projections about the best option of sewer treatment system for a city or region from the registered

previous data.

I. INTRODUÇÃO

1. APRESENTAÇÃO

Existe um consenso entre as diversas esferas da sociedade que o saneamento básico está

diretamente relacionado à saúde pública e à qualidade ambiental. Entendem-se como saneamento

básico as atividades relacionadas ao tratamento e distribuição de água potável, coleta e tratamento

de esgotos e recolhimento e tratamento de lixo. Embora estes três aspectos básicos ainda não

supram 100% da demanda no Brasil, o abastecimento de água consegue atender a uma parcela mais

significativa da população que os outros dois itens. Esta informação é fornecida pela Bio – Revista

brasileira de saneamento ambiental, baseada no Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgotos no

Brasil realizado em 1999 (WAGNER, 2002 apud BIO, 2001).

O mesmo diagnóstico aponta que “... a população urbana atendida com sistemas de abastecimento

de água é de 120,3 milhões de habitantes e o serviço de esgoto chega a 87 milhões de brasileiros”.

Isto é, 91% dos domicílios urbanos são abastecidos com água potável contra 49% que contam com

coleta de esgoto. Deste montante de esgoto coletado, somente 10% recebe tratamento (WAGNER,

2002).

A partir dessas informações, é possível observar que o abastecimento de água foi colocado em

primeiro plano em relação ao tratamento de esgoto. Portanto, são necessárias soluções para atenuar

esta diferença e aumentar os serviços relacionados ao tratamento de esgotos que possam atender a

demanda populacional. Gonçalves e Souza (1997) apontam que o esgoto sanitário é o resultado do

uso doméstico de águas de abastecimento (99,92%) em unidades residenciais, comerciais ou

industriais, nas quais foram adicionadas substâncias sólidas, semi-sólidas e líquidas (0,08%) que

podem ser poluentes e/ou patogênicas, modificando as características físicas, químicas e biológicas

desta mesma água. Coletar esgoto sanitário sem realizar o respectivo tratamento pode significar

apenas transferir estas águas residuárias, aqui consideradas como esgoto sanitário, de uma área

residencial para uma região mais afastada da concentração urbana.

2

A disposição de águas residuárias sem tratamento tende a acarretar impactos ambientais nos corpos

receptores destas substâncias e nos seus arredores. Logo, tratar o esgoto sanitário é necessário para

mitigar ou eliminar estes impactos, entendidos como alterações das propriedades físicas, químicas e

biológicas do meio ambiente, provocadas por qualquer forma de matéria ou energia resultante de

atividades humanas que afetem direta ou indiretamente a saúde, as atividades sociais e econômicas,

a biota, a estética e os aspectos sanitários do meio ambiente e a qualidade dos recursos naturais

(CONAMA in BELLIA, 1996).

O problema desta pesquisa consiste no desenvolvimento de um sistema computacional para análise

da viabilidade econômica de três sistemas distintos de tratamento de esgoto: convencional,

condominial e individual, que confrontadas com as características locais de cada município, deverão

apontar a melhor alternativa de investimento, contribuindo para a tomada de decisão dos gestores

municipais.

Porém, estes estudos são realizados atualmente de forma dispendiosa, considerando-se os custos

envolvidos, os profissionais (especialistas da área de economia) e o tempo necessário para a

avaliação e contabilização do processo, tempo este que poderia ser reduzido com o auxílio de um

programa de computador.

Sendo assim, este projeto, propõe o desenvolvimento de um sistema computacional para efetuar o

cruzamento de dados relevantes e retorno das soluções possíveis (considerando-se as variáveis

envolvidas e seus respectivos custos), para o tratamento do esgoto.

2. JUSTIFICATIVA

Schüür (2003), menciona que a presença de organismos patogênicos no esgoto, como o grupo

coliforme - um conjunto de bactérias que são comuns nos excrementos humanos e de animais -

pode causar diversas doenças. Quando o grupo coliforme está presente na água, serve como

indicador de poluição por esgoto com provável presença de microorganismos patogênicos.

3

Sabe-se que pessoas e animais infectados por alguns microorganismos patogênicos também os

apresentam no trato intestinal. Essas bactérias ocorrem em grande número (100 milhões a 1.000

milhões por grama de fezes) e constituem a chamada flora intestinal (SCHÜÜR, 2003).

As mais comuns são: Escherichia coli, Aerobacter aerogenes e ainda um grupo de intermediário,

Citrobacter. Outros exemplos de espécies encontradas na água, segundo Schüür (2003), são:

• Eberthela typhosa: bactéria causadora de febre tifóide.

• Salmonela paratyphi: bactéria causadora da infecção semelhante à febre tifóide, mas de

caráter mais benigno.

• Shigella dysenteriae: bactéria causadora da disenteria bacilar.

• Entamoeba histolytica: protozoário causador da disenteria amebiana.

• Vibrio cholerae: bactéria responsável pela cólera.

• Virus da Hepatite: produz infecção aguda no fígado.

• Virus da Poliomielite: causador da paralisia infantil.

• Schistosoma mansoni: helminto, parasita do sistema venoso do homem responsável pela

doença conhecida como esquistossomose.

Além disso, com a ocupação desordenada, o corte de árvores, a erosão e a contaminação, ocorre o

processo de desaparecimento das nascentes e rios. As construções iniciam a ocupação dos morros, e

o lixo e o esgoto jogados nos córregos iniciam a contaminação dos mananciais que abastecem a

população, o que causa graves problemas de saúde (WAGNER, 2002).

Quando uma fonte de água natural sofre a contaminação por esgotos, isto leva ao problema da

eutrofização, que segundo a Secretaria do Verde e o Meio Ambiente do estado de São Paulo, seção

de Trilhas e Museus (2000), é um processo de aumento da quantidade de nitrogênio, fósforo e

potássio na água, que favorece o desenvolvimento das algas, também responsáveis pela elaboração

do oxigênio. Esta superpopulação de algas deteriora a qualidade da água pela produção de

substâncias tóxicas e por impedirem a penetração da luz, impossibilitando a fotossíntese nas

camadas mais profundas. A ação dos decompositores, combinada com a respiração desta grande

quantidade de algas da superfície, esgota o oxigênio e os peixes começam a morrer. Há a

modificação de toda a cadeia alimentar, levando a um desequilíbrio ecológico.

4

Para evitar isto, há necessidade de tratamento de esgoto, fiscalização dos despojos e educação

ambiental (WAGNER, 2002). Os serviços públicos de abastecimento de água e tratamento de

esgoto podem optar por uma das alternativas abordadas neste trabalho (convencional, condominial

ou individual), porém, o tratamento mais viável muda de cidade para cidade e, para cada qual,

especialistas são contratados para avaliar, calcular e diagnosticar qual dos tipos de tratamento é o

mais recomendado para aquela região, sendo assim, torna-se interessante um sistema que possa

avaliar as características de uma cidade de forma automatizada, realizando um trabalho

especializado, sem a necessidade de um especialista humano colaborando diretamente em cada

iteração. Visando atingir esse objetivo, foi utilizada uma técnica da área de Inteligência Artificial

denominada como Sistemas Especialistas para poder gerar as projeções necessárias.

3. IMPORTÂNCIA DO TRABALHO

O presente projeto permite a realização de análises da viabilidade econômica com o levantamento

de custos de implantação, operação e manutenção de sistemas de tratamento de esgoto (STE), bem

como os dados não monetários relevantes, de uma forma mais simples e ágil que a utilizada

atualmente, considerada trabalhosa pela quantidade de variáveis envolvidas, constituindo-se numa

ferramenta importante para os tomadores de decisão sobre a relação custo-benefício de cada STE a

ser implantado num dado município.

Como o processo de decisão sobre características não monetárias é mais subjetivo que o processo

de levantamento de custos, os sistemas especialistas mostram-se rápidos e eficientes para auxiliar na

tomada de decisão. Além disso, um ser humano dispensaria muito tempo na realização de tais

avaliações. Deve-se considerar, também, a facilidade e agilidade gerada pelo banco de dados que

contém todas as informações que envolvem esse processo de tomada de decisão, evitando a

necessidade de busca repetitiva de dados sempre que seja desejável ou necessário realizar um novo

projeto.

5

4. OBJETIVOS DO TRABALHO

4.1 Objetivo Geral

O presente projeto teve por objetivo desenvolver um sistema computacional que permitisse a

análise da viabilidade econômica, técnica e sócio-ambiental dos sistemas de tratamento de esgoto

existentes para apontar a melhor alternativa de investimento.

4.2 Objetivos Específicos

Para contemplar os objetivos gerais, subdividiu-se este nos seguintes objetivos específicos:

• Interação com profissionais da área de Engenharia Ambiental e Econômica visando o

intercâmbio de informações para alimentar o sistema a ser implementado;

• Modelagem e implementação de uma base de dados para permitir o armazenamento das

informações referentes a sistemas de tratamento de esgoto e as características dos municípios;

• Implementação de um módulo para efetuar o cruzamento dos dados, gerando como resultado,

alternativas de solução para sistemas de tratamento de esgoto dos municípios;

• Geração de informações sobre a viabilidade econômica dos sistemas de tratamento;

• Estudo da necessidade e viabilidade da utilização de técnicas de Inteligência Artificial para

auxílio no cruzamento das informações;

• Testes e validação do sistema implementado.

5. METODOLOGIA

A metodologia a ser seguida para o desenvolvimento do presente projeto baseia-se nos seguintes

aspectos:

6

• Interação com os profissionais de Engenharia Ambiental, tendo sido importante seu

cumprimento durante todo o desenvolvimento desse projeto, pois foi através do intercâmbio

de informações a identificação das variáveis que envolvem todo o problema e as possíveis

soluções e objetivos a serem alcançados com as análises;

• Obtenção das variáveis mais relevantes para a análise da viabilidade econômica, técnica e

sócio-ambiental e seus respectivos pesos para o desenvolvimento do módulo. E além disso, o

levantamento sobre os conceitos relacionados ao tratamento de esgoto;

• Estudo do funcionamento de um Banco de Dados, desde a modelagem, passando pela

inserção e posteriormente a forma de recuperação de dados para sua integração com a

Inteligência Artificial;

• Levantamento bibliográfico, incluindo o estudo dos conceitos de Inteligência Artificial,

voltando-se para os Sistemas Especialistas, que em conjunto com o Banco de Dados realizam

o cruzamento das informações para auxiliar no processo de tomada de decisão;

• Definição de uma ferramenta de programação e implementação de um módulo para utilizar as

potencialidades do Banco de Dados e Inteligência Artificial, auxiliando na tomada de decisão.

• Especificação e implementação do protótipo;

• Validação e testes do protótipo junto aos potenciais usuários, sendo que, primeiramente, foi

validado pelos demais envolvidos no projeto, considerando-se que uma análise de viabilidade

econômica já está sendo realizada nas cidades de Balneário Camboriú e Itajaí, pelo método

comumente utilizado.

7

II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

1. INTRODUÇÃO

Este projeto visa a criação de um Sistema de Informação que identifique as melhores opções de

viabilidade econômica, técnica e sócio-ambiental na implantação dos sistemas de tratamento de

esgotos, utilizando Sistemas Especialistas para gerar as projeções necessárias, indicando a opção

mais viável para a situação problema.

Desta forma, para obter as informações necessárias à montagem do sistema proposto, será

apresentada na seqüência uma breve revisão sobre Sistemas de Informação, para contextualizar a

proposta nesta área. Em seguida serão apresentadas as pesquisas bibliográficas referentes a sistemas

especialistas, adquirindo o conhecimento necessário nesta área para implementar o módulo

especialista que irá fazer o cruzamento das informações técnicas e econômicas para gerar as

projeções necessárias. Por fim será apresentada a pesquisa referente aos sistemas de tratamento de

esgoto e as necessidades econômicas que cercam a implantação destes sistemas.

2. SISTEMAS DE INFORMAÇÃO

Um Sistema de Informação (SI) é um conjunto de elementos interdependentes (subsistemas),

logicamente associados, para que sejam geradas informações necessárias à tomada de decisões a

partir de sua interação . Portanto, seu objetivo é gerar informações para a tomada de decisões.

Assim sendo, o Sistema de Informação deve ser elaborado de modo que as informações por ele

propiciadas tenham as características ideais (CAUTELLA e POLLONI, 1991).

Os Sistemas de Informação podem conter informações sobre pessoas, lugares ou itens de interesse;

transformando seu conteúdo em uma forma utilizável para a coordenação de fluxo de trabalho de

uma empresa, auxiliando seus usuários tomada de decisões, análise e visualização de assuntos

8

complexos e resolução de outros tipos de problemas. Os sistemas de informação fazem isso através

de um ciclo de três atividades básicas: entrada, processamento e saída.

A entrada envolve a captação ou coleta de fontes de dados brutos de dentro da organização ou de

seu ambiente externo. Para Laudon e Laudon (1999), os Sistemas de Informação computadorizados

captam dados de fora ou de dentro de uma organização através de formulários em papel que os

registram e os colocam diretamente em um sistema de computadores através de um teclado ou outro

dispositivo. As atividades de entrada, tais como registro, codificação, classificação e edição, se

preocupam em assegurar que os dados necessários são corretos e completos.

O processamento envolve a conversão dessa entrada bruta em uma forma mais útil e apropriada.

Laudon e Laudon (1999), mencionam que durante o processamento, os dados são organizados,

analisados e manipulados através de cálculos, comparações, resumos e classificações, objetivando

uma forma de disposição mais significativa e útil. As atividades de saída transmitem os resultados

do processamento a locais onde serão usados para tomada de decisões, projeto, inovação,

coordenação ou controle.

A saída envolve a transferência da informação processada às pessoas ou atividades que a usarão e

pode tomar várias formas – relatórios impressos, apresentações gráficas, vídeos, som ou dados a

serem enviados a outros Sistemas de Informação. Os Sistemas de Informação também devem

armazenar dados e informações de uma forma organizada, visando facilitar o processamento ou

saída (LAUDON e LAUDON, 1999).

Para que uma gerência possa tomar decisões seguras a partir de uma informação recebida, segundo

Melo (1987), essa informação precisa ser:

a) Clara - apresentar o fato com clareza, não o mascarando entre os fatos acessórios;

b) Precisa - a informação deve ser de um alto padrão de precisão e nunca apresentar termos

como: "por volta de ...", "cerca de ...", "mais ou menos ...";

c) Rápida - chegar ao ponto de decisão em tempo hábil para que surta efeito na referida

decisão. Um ainformação pode ser muito clara e precisa, mas, se chegar atrasada ao

momento de decisão, já perdeu sua razão de ser;

d) Dirigida - a quem tenha necessidade dela e que irá decidir com base nessa informação.

9

Os Sistemas de Informação computadorizados são essenciais no ambiente de trabalho de hoje, pois

podem ajudar as pessoas a analisar problemas, visualizar assuntos complexos, criar novos produtos,

comunicar, tomar decisões, coordenar e controlar, além de armazenar informação sob várias formas,

até que ela seja necessária para o processamento ou saída.

No contexto apresentado é que se encaixará o sistema ora proposto, um SI para atender as

necessidades de previsão econômico-financeiras dos municípios que pretendem implantar sistemas

de tratamento de esgotos, mas que têm a necessidade de verificar a viabilidade econômica desse

processo. Para tal, será desenvolvido um sistema que projetará tais análises baseadas em dados

previamente cadastrados, referentes à geografia, clima, economia, dados sócio-ambientais e

necessidades dos municípios, conforme será apresentado na pré-modelagem ao final desta etapa do

trabalho.

3. SISTEMAS ESPECIALISTAS

A pesquisa sobre Sistemas Especialistas (SE) está sendo apresentada para ser utilizada em um dos

módulos do SI para gerar as projeções de viabilidade econômica da implantação dos sistemas de

tratamento de esgoto. Com este recurso pretende-se gerar respostas semelhantes às dos especialistas

humanos, tentando disponibilizar resultados eficientes de forma prática e confiável para os usuários

do sistema ora proposto.

Fávero (2002 apud SILVA, 2002) define sistema como sendo um “conjunto de elementos, materiais

ou idéias entre os quais se possa encontrar ou definir alguma relação”. De acordo com o mesmo

autor, especialista é a pessoa que se dedica com particular interesse e cuidado a um determinado

estudo.

Já os Sistemas Especialistas, uma aplicação da Inteligência Artificial, são programas de computador

planejados para adquirir e disponibilizar o conhecimento operacional de um especialista humano

(CHAIBEN, 2003). São tradicionalmente vistos como sistemas de suporte à decisão, pois têm a

capacidade de tomar decisões como especialistas em diversas áreas. Sua estrutura reflete a maneira

10

como o especialista humano arranja e faz inferência sobre o seu conhecimento, tornando importante

a etapa de armazenamento da informação, já que para ser uma ferramenta eficaz, a facilidade de

interação com o usuário torna-se uma das características mais desejáveis, com a aquisição de novos

conhecimentos e a explicação do seu raciocínio após uma conclusão (ibidem).

3.1 Breve Histórico

Segundo Rabuske (1995), os primeiros pesquisadores de Inteligência Artificial (IA) desejavam a

construção de uma máquina inteligente, com capacidade ampla de solução de problemas. Sendo

assim, um pequeno conjunto de normas de raciocínio, ligado a um potente computador, poderia

gerar desempenho acima do humano. Porém, começaram a notar a amplitude do projeto e reduziram

seus objetivos a sistemas capazes de resolver problemas específicos, sem aprendizado, ou com

aprendizado bem limitado.

Após uma série de experiências com este objetivo, constatou-se, também o limitado alcance do

raciocínio de tais sistemas. Contudo, as experiências tiveram seu valor, pois os especialistas ficaram

satisfeitos com os sistemas iniciais, os quais tinham boas bases de conhecimentos e mecanismos de

inferência, e que, embora de forma precária, satisfaziam.

Assim, durante a década de 70, surgiram vários sistemas especialistas. Entre os que mais se

destacaram estão o MYCIN, um sistema para detecção e diagnóstico de doenças infecciosas, e o

Prospector, um sistema para dar suporte a geólogos na exploração mineral. Os sistemas baseados

em regras de produção dominaram amplamente as experiências efetuadas.

3.2 Estrutura de um Sistema Especialista

Quanto aos componentes de um Sistema Especialista, observou-se que na literatura não existe

concordância. Historicamente, as duas principais partes são a Base de Conhecimento e o

11

Mecanismo de Inferência, embora na prática seja necessária uma interface com o usuário

(AZEVEDO, 2003).

De acordo com Chaiben (2003), o modelo da Figura 1 apresenta os três componentes básicos da

arquitetura de um Sistema Especialista: a Base de Conhecimento, a Máquina de Inferência, e a

Interface com o Usuário.

Figura 1 - Estrutura convencional de um Sistema Especialista

Fonte: Chaiben (2003).

3.2.1 A Base de Conhecimento

A Base de Conhecimento contém informações dos tipos: regras de produção, quadros, redes

semânticas, ou outra forma qualquer.

É uma base capaz de certos tipos de controle sobre si mesma, podendo até suprir algumas

informações ausentes. Esta característica a distingue das tradicionais bases de dados (RABUSKE,

1995).

12

Um Sistema Especialista deve utilizar o conhecimento específico de seu domínio de aplicação,

adquirido através de um programa de raciocínio relativamente simples (CHAIBEN, 2003). Neste

sentido, segundo o mesmo autor, o termo “Base de Conhecimento” é utilizado para especificar uma

coleção de conhecimento ou domínio, ou seja, as informações, no nível do especialista, necessárias

para resolver problemas de uma área específica. Portanto, este conhecimento precisa ser organizado

de uma maneira adequada para que a Máquina de Inferência possa tratá-lo convenientemente. Pode-

se dizer que a Base de Conhecimento contém um somatório de fatos (informações sempre

disponíveis para serem compartilhadas e atualizadas pelo especialista do domínio). Assim, uma

base de conhecimento pode ser vista como um conjunto de regras, cada qual podendo ser validada

independentemente da estrutura de controle.

A parte considerada mais sensível a problemas refere-se à impossibilidade de fornecer um

conhecimento completo sobre o tema em questão, base do sistema, tornando o desempenho

dependente da qualidade e do tamanho de sua Base de Conhecimento.

3.2.2 A Máquina de Inferência

Segundo Chaiben (2003), a Máquina de Inferência, de certo modo, tenta imitar os tipos de

pensamento que o especialista humano emprega quando resolve um problema, ou seja, ele pode

começar com uma conclusão e procurar uma evidência que a comprove, ou mesmo iniciar com uma

evidência para chegar a uma conclusão. Em Sistemas Especialistas, estes dois métodos são

chamados de backward chaining e forward chaining, respectivamente. Nem todos os sistemas

utilizam a mesma abordagem para a representação do seu conhecimento, portanto, a máquina de

inferência deve ser projetada para trabalhar com a representação de conhecimento específica

utilizada.

A Base de Conhecimento é considerada uma fonte de informações para a Máquina de Inferência,

que a utiliza para pesquisas. Para a realização desta tarefa, deve haver uma linguagem ou um

formato específico, no qual o conhecimento possa ser expresso para permitir o “raciocínio” e a

inferência, estando sujeito a mudanças (ibidem).

13

3.2.3 A Interface com o Usuário

A interface com o usuário pretende facilitar a comunicação entre o usuário e o Sistema Especialista,

utilizando-se de entradas (dados e fatos) e saídas (perguntas, explicações, conclusões).

Muitos princípios baseados nas teorias cognitivas têm sido propostos para projetos de interface,

como resultado de pesquisas na área de interação homem-máquina. Uma das considerações

principais no projeto de qualquer interface homem-máquina deve ser a facilidade de uso, reduzindo

ao máximo a carga cognitiva sobre o usuário (CHAIBEN, 2003).

3.3 Componentes

O componente de conhecimento e o componente de raciocínio são as chaves de qualquer sistema

que reflita “inteligência”. Portanto, a única maneira destes sistemas apresentarem um

“comportamento inteligente” é através de mecanismos formais para a representação do

conhecimento e a utilização de técnicas de inferência (CHAIBEN, 2003).

A seguir tem-se um exemplo de Passos (2003) sobre Inteligência Artificial, demonstrando como um

computador responde à pergunta mesmo que a resposta não tenha sido armazenada, isto é, com os

fatos que foram armazenados e com um “conhecimento”, que foi também armazenado, ele deduz

uma resposta que não estava armazenada em sua memória.

Por exemplo:

Fato 1 – Mirna é filha de Sônia.

Fato 2 – Tiago é filho de Sônia.

Conhecimento 1 – Irmão ou irmã é aquele filho do mesmo pai ou da mesma mãe.

Pergunta 1 – Mirna é irmão de Tiago?

Resposta do Computador: SIM.

14

Para tomar uma decisão, os sistemas especialistas acessam a Base de Conhecimento citada

anteriormente e além disso exploram os mecanismos de raciocínio para aplicar seu conhecimento ao

problema, com o auxílio de um mecanismo para explicar o que estão fazendo o porquê.

3.4 Aquisição do Conhecimento

O processo de aquisição de conhecimento refere-se à transferência de conhecimento de alguma

fonte, freqüentemente humana, para um programa de computador. No contexto dos sistemas

especialistas, é o processo de captar procedimentos, regras, métodos, enfim, o raciocínio do

especialista sobre como ele resolve o problema para, posteriormente, transferí-lo para o sistema

(SIQUEIRA, 1999).

Ainda para Siqueira (1999), a aquisição de conhecimento é um gargalo na construção de um sistema

especialista, por ser a tarefa mais difícil, que tipicamente envolve ações de reunir informações de

um ou mais peritos humanos e/ou fontes documentais, ordenando esta informação de alguma

maneira, para então, traduzí-la numa forma extensível pela máquina. O engenheiro do

conhecimento tem muito menos conhecimento do domínio que o especialista; de qualquer maneira,

os problemas de comunicação impedem o processo de transferência da perícia no programa.

A tecnologia utilizada para o desenvolvimento dos Sistemas Especialistas é denominada Engenharia

do Conhecimento. Nela o "Engenheiro do Conhecimento", responsável direto pelo desenvolvimento

do sistema em um determinado domínio, deverá adquirir através de pesquisas e entrevistas com

especialistas o máximo possível de conhecimento do domínio e traduzir essas informações para um

formato que possa ser reconhecido pelo computador. Esta fase é denomina de "Aquisição de

Conhecimento" (MELO et al, 2003).

O contato direto do especialista com o engenheiro do conhecimento é uma tarefa que consome

geralmente muito tempo e trabalho. A missão do engenheiro do conhecimento é descobrir e

formalizar o conhecimento do perito, através de uma série extensiva de interações, geralmente

entrevistas, nas quais os conceitos básicos envolvidos para a resolução do problema são

determinados e as regras que expressam suas relações são formalizadas (AZEVEDO, 2003).

15

Após o conhecimento ser adquirido é necessário representá-lo. A representação do conhecimento é

uma combinação de estrutura de dados e procedimentos de interpretação que, se usados de maneira

correta dentro de um programa, levarão o sistema a apresentar um comportamento inteligente

(AZEVEDO, 2003).

3.5 Áreas de Utilização

Conforme Azevedo (2003), a tecnologia de Sistemas Especialistas é o ramo da Inteligência

Artificial que mais se destaca por apresentar resultados práticos de sucesso, em diversas áreas do

conhecimento. O professor Edward A. Feigenbaum, na abertura do IV Congresso Mundial em

Sistema Especialista, ocorrido em março de 1998, na Cidade do México, fez um relato de sua

experiência como chefe dos cientistas da Força Aérea dos Estados Unidos, no período de 1994 a

1997. Destacou que todos os três serviços do Departamento de Defesa norte-americano (Forças

Armadas, Aérea e Naval) utilizavam tecnologias oriundas da Inteligência Artificial,

particularmente, a tecnologia de Sistemas Especialistas.

Porém, segundo Chaiben (2003), o Sistema Especialista mais freqüentemente citado é o MYCIN,

desenvolvido por uma equipe de médicos e especialistas em IA, na Universidade de Stanford, que

contém o conhecimento dos mais destacados especialistas no campo de doenças infecciosas. Foi

projetado para auxiliar no diagnóstico e tratamento de meningite (inflamação das membranas que

envolvem o cérebro e a medula espinhal) e bacteriemia (infecção bacteriana no sangue). Utiliza o

tipo de raciocínio “backward chaining”. Dando-se um conjunto de sintomas para análise, este utiliza

seus conhecimentos diagnosticar a doença e então recomendar o apropriado tratamento. O MYCIN

foi um pioneiro entre os Sistemas Especialistas e representa um esforço de aproximadamente 50

homens/ano. Muito deste esforço está embutido em sua Base de Conhecimento.

Além da medicina, o Sistema Especialista é uma ferramenta utilizada em áreas como indústria,

educação (como na matemática, física, química e no ensino em geral), comércio, finanças e jurídica,

ou seja, em quase todos os segmentos onde se requer um especialista, resultando em projeções,

16

diagnósticos, prognósticos, monitoramento, simulação, manutenção, treinamento e controle. Sua

utilização destaca-se especialmente, em sistemas de apoio à decisão.

3.6 Classificação dos Sistemas Especialistas

Melo et al (2003), relatam que o Grupo de Sistemas Inteligentes (GSI) do Departamento de

Informática da Universidade de Maringá (UEM), apresentou uma classificação para os diversos

tipos de Sistemas Especialistas. A seguir tem-se uma classificação baseada na funcionalidade dos

sistemas:

• Interpretação – sistemas que inferem descrições de situações à partir da observação de fatos

fazendo uma análise de dados e procurando determinar as relações e seus significados.

• Diagnósticos – sistemas que detectam falhas oriundas da interpretação de dados.

• Monitoramento – interpreta as observações de sinais sobre o comportamento monitorado.

• Predição – a partir de uma modelagem de dados do passado e do presente, este sistema

permite uma determinada previsão do futuro.

• Planejamento – o sistema prepara um programa de iniciativas a serem tomadas para se

atingir um determinado objetivo.

• Projeto – sistema capaz de justificar a alternativa tomara para o projeto final, e de fazer uso

dessa justificativa para alternativas futuras.

• Reparos – trata-se de um sistema que desenvolve e executa planos para administrar os

reparos verificados na etapa de diagnóstico.

• Depuração – sistemas que possuem mecanismos para fornecerem soluções para o mau

funcionamento provocado por distorções de dados.

• Instrução – o sistema de instrução tem mecanismos para verificar e corrigir o

comportamento do aprendizado dos estudantes.

• Controle – sistema que governa o comportamento geral de outros sistemas (não apenas de

computação). É o mais completo, de um modo geral, pois deve interpretar os fatos de uma

situação atual, verificando os dados passados e fazendo uma predição do futuro. Apresenta os

17

diagnósticos de possíveis problemas, formulando um plano ótimo para sua correção. Este

plano de correção é executado e monitorado para que o objetivo seja alcançado.

3.7 Vantagens e Desvantagens

As vantagens dos SE´s, de acordo com Fávero (2002 apud SILVA, 2002), são: decisão

fundamentada em uma base de conhecimento; dependência decrescente de pessoal específico;

flexibilidade; integração de ferramentas e evitar a interpretação humana de regras operacionais.

Porém, de acordo com Ramos (1995) e Rabuske (1995 apud FERNANDES 2000) os SE´s

apresentam algumas desvantagens: tendem a trabalhar de uma forma rotineira; não possuem

inspiração ou criatividade, portanto não adquirem novo conhecimento; não são bons em representar

o conhecimento temporal e espacial; têm dificuldade em manipular conhecimento inconsistente;

falta de conhecimentos genéricos; dificuldade na validação do sistema, de lidar com situações

inesperadas e em reconhecer seus próprios limites, sendo assim, caso ocorram situações

inesperadas, não são capazes de gerar uma solução autônoma.

4. LÓGICA DIFUSA

O controle difuso é baseado nos conceitos de lógica difusa, que foram formalizados em meados dos

anos 60 pelo Dr. Lotfi A. Zadeh, segundo Goonatilake & Khebbal (1995), citam que Zadeh

desenvolveu a matemática de lógica difusa para prover uma ferramenta de interpretação mais

próxima do real.

Os termos: Lógica Fuzzy (Fuzzy Logic), Lógica Nebulosa ou Lógica Difusa possuem o mesmo

significado neste contexto.

Para Nascimento Júnior e Yoneyama (2000), a lógica difusa (Fuzzy Logic) permite o tratamento de

expressões que envolvem grandezas descritas de forma não exata. Como exemplo, considere-se a

18

descrição das ações de um motorista sobre o pedal de freio de um automóvel que se aproxima de

uma curva:

Se {(velocidade = muito grande) ^ (raio de curvatura = pequeno)}

Então {força sobre pedal = grande}

Se {(velocidade = mediana) ^ (raio de curvatura = grande)}

Então {força sobre pedal = pequena}

Nessas expressões, as variáveis velocidade, raio de curvatura e força sobre pedal poderiam ser

numéricas, entretanto, os instrutores de auto-escola costumam utilizar expressões que envolvem

incertezas do tipo muito grande, bem devagar, pouco à esquerda e outros termos de natureza

lingüística.

A imprecisão da linguagem natural é uma conseqüência lógica da necessidade de expressar

informação de forma resumida. (ZADEH, 1978 apud MATTOS, 2001).

O tratamento de expressões que envolvem variáveis lingüísticas pode ser realizado através da

utilização da lógica nebulosa que, por sua vez, se baseia em conceitos de conjuntos nebulosos.

4.1 Conjuntos Difusos

Um conjunto é uma coleção de objetos. Inicialmente, um objeto possui apenas duas possibilidades

quanto à sua relação com um conjunto: ou um determinado objeto é ou não é um elemento do

conjunto.

Cardoso (2000), cita que para conjuntos podem-se usar também os termos Conjunto Fuzzy (Fuzzy

Set), Conjunto Nebuloso ou Conjunto Difuso.

19

A reprodução de características inteligentes em máquinas construídas pelo homem é um dos

objetivos mais perseguidos pela comunidade científica e tecnológica, surgindo e desenvolvendo-se

vários métodos computacionais. Nesse contexto, têm-se os conjuntos difusos que trabalham com a

imprecisão e o raciocínio aproximado (MATTOS, 2001).

Dessa forma, um elemento pode pertencer muito ou pouco e até não pertencer a um conjunto difuso.

O grau de pertinência varia de 0 a 1, isto é, da completa exclusão até a total pertinência, podendo

assumir todos os valores intermediários. Ou seja, o elemento pertence ao conjunto segundo um

determinado nível ao qual é dado o nome de grau de pertinência (ibidem). Pela Figura 2 é possível

observar um exemplo de função de pertinência.

Figura 2 - Função de pertinência para um conjunto difuso A.

Fonte: Nascimento Júnior e Yoneyama (2000)

Segundo Fernandes (1997), a teoria dos conjuntos difusos foi introduzida por Zadeh, em 1965. O

objetivo de seu desenvolvimento foi para lidar com problemas mal definidos ou muito complexos

para serem tratados pelos métodos matemáticos convencionais.

Conforme Cardoso (2000), para ilustrar, pode-se imaginar a seguinte situação: supondo que existam

várias pessoas numa sala e deseja-se classificá-las em “não altas” e altas”.

Há dois problemas neste caso: o primeiro é definir o ponto que divide as categorias em alta e não

alta, pois alguém pode considerar como sendo alta uma pessoa com mais de 1,80m, enquanto outra

pessoa pode considerar alta uma pessoa acima de dois metros. Este limite pode mudar de pessoa

para pessoa.

20

O segundo problema é como tratar os elementos que estão próximos da fronteira. Considerando-se a

fronteira como sendo 1,75m, pessoas com 1,74m e 1,76m teriam uma classificação totalmente

diferente, embora a diferença entre suas medidas seja insignificante. A representação de estatura

alta pode ser observada na Figura 3.

Figura 3 – Representação de estatura alta utilizando graus de pertinência.

Fonte: Nascimento Júnior e Yoneyama (2000)

Para os conjuntos difusos, as incertezas ao que seria uma pessoa de estatura alta seriam

representadas por um grau de pertinência.

No exemplo citado, para uma pessoa, ser alta ou não, pode ser uma questão sem importância, mas

há casos em que definir se um elemento pertence ou não a um conjunto pode ser uma questão

extremamente relevante.

Segundo Nascimento Júnior e Yoneyama (2000), a formalização do conceito de conjuntos

nebulosos pode ser obtida estendendo-se a teoria clássica de conjuntos. Assim, na teoria clássica,

um conjunto pode ser caracterizado pela sua função indicadora, ou seja, dado um conjunto A no

universo X, define-se IA(x):X→[0,1] pela Equação 1.

1 se x a A IA(x)= {

0 se x a A Equação 1

21

Se X for o conjunto R+ e A um intervalo fechado, a função indicadora de A assume o aspecto da

Figura 4.

Figura 4 – Função indicadora do conjunto A.

Fonte: Nascimento Júnior e Yoneyama (2000)

Portanto, um conjunto clássico pode ser representado por A = {x X| IA(x) = 1}, ou

abreviadamente, A ≡ { x,IA}. De forma análoga, os conjuntos difusos são definidos por A = {x X|

µA(x) = 1}, onde µA(x):X→[0,1] é a função de pertinência que expressa o quanto um dado elemento

x pertence a A.

4.2 Conceitos

Para uma melhor compreensão sobre a teoria dos conjuntos difusos, torna-se necessário ter uma

noção sobre os alguns conceitos básicos, descritos a seguir (Bastos, 1994 apud FERNANDES

1997).

a) Conjuntos difusos: Zadeh definiu que cada elemento de um universo pode possuir

pertinência parcial a um determinado conjunto, sendo uma classe de objetos com contínuos

graus de pertinência no intervalo [0,1].

b) Conjunto difuso normalizado: chama-se de conjunto difuso normalizado todo conjunto

difuso cujo maior grau de pertinência é 1.

22

c) Conjunto difuso convexo: é todo conjunto difuso em que, para dois pontos quaisquer de sua

função de pertinência, o segmento de reta que os une também pertence ao conjunto.

µA ( λ x1 + ( 1- λ )x2 ) ≥ Min ( µA( x1 ), µA( x2 ) ), x1, x2 X

λ [0,1]

d) Número difuso: é um conjunto difuso convexo e normalizado em que:

• Existe um e somente um ponto x0 para o qual o valor da função de pertinência seja 1;

• A função de pertinência que define o conjunto difuso é contínua por partes.

e) Corte de Nível α: denomina-se de corte de nível α ao conjunto clássico formado pelos

elementos x cuja função de pertinência seja maior que α.

A = {x X | µA(x) ≥ α }

f) Suporte de um conjunto difuso A: o suporte de um conjunto difuso A, S (A), é o conjunto de

todo x X tal que µA(x) > 0.

g) Cardinalidade: para um conjunto difuso finito A, a cardinalidade |A| é definida como:

|A| = Σ µA(x), onde x X

h) Igualdade de conjuntos: dois conjuntos difusos A e B são iguais (A = B), se e somente se,

para todo e qualquer x X, µA(x) = µB(x).

4.3 Operações com Conjuntos Difusos

Segundo Mattos (2001), as operações com conjuntos difusos são união, intersecção e complemento,

sendo definidas por meio de suas funções de pertinência.

a) União entre conjuntos difusos: a união C = A B é definida como a união padrão (Figura

23

b) 5):

µC = Max (µA(x), µB(x)), x X

Figura 5 - União entre conjuntos difusos.

Fonte: Mattos, 2001

c) Intersecção entre conjuntos difusos: a intersecção D = A B está sendo definida como

sendo a intersecção padrão, que utiliza-se do mínimo (Figura 6):

µD = Min (µA(x), µB(x)), x X

Figura 6 - Intersecção entre conjuntos difusos.

Fonte: Mattos, 2001

24

d) Complemento: o complemento padrão de um conjunto difuso A, µDA(x), é definido como

(Figura 7):

µDA(x) = 1 - µA(x), x X

Figura 7 – complemento de um conjunto difuso.

Fonte: Mattos, 2001

4.4 Variáveis Lingüísticas

Fernandes (1997) explica que os conjuntos difusos permitem a modelagem de situações complexas

e imprecisas, bem como trabalhar com o uso de variáveis lingüísticas.

Variáveis lingüísticas são variáveis cujos valores não são números, mas palavras ou sentenças em

linguagem natural ou artificial (CABRAL, 1994).

Os conjuntos difusos e as variáveis lingüísticas podem ser utilizados para quantificar o significado

da linguagem natural, a qual pode logo ser manipulada. Essas variáveis são representadas nos

conjuntos difusos, possibilitando uma aproximação com o mundo real (Bastos, 1994 apud

MATTOS, 2001)

Cabral (1994), cita que uma das ferramentas básicas para lógica difusa é a noção de variável

lingüística.

25

A seguir, a Tabela 1 mostra algumas variáveis lingüísticas e os valores típicos que poderiam ser

designados a elas:

Tabela 1 – variáveis lingüísticas e seus valores

VARIÁVEL LINGÜÍSTICA VALORES TÍPICOS

Estatura Baixa, mediana, alta

Idade Criança, jovem, adulto, idoso

Cor Vermelho, verde, amarelo, laranja

Temperatura Muito baixa, baixa, média, alta, muito alta

Fonte: Mattos (2001).

As variáveis lingüísticas não possuem valores precisos, representam um espectro de valores.

Quando se define, por exemplo, que uma pessoa é alta, isto não significa um valor exato, mas sim

um intervalo de valores (MATTOS, 2001).

4.5 Sistemas Especialistas Difusos

Com o aprofundamento dos estudos sobre sistemas especialistas, houve o surgimento de questões

nas quais os conhecimento não era suficientemente bem representado pelos sistemas convencionais,

pela limitação dos mesmos em modelar a incerteza de um fato do mundo real. (FERNANDES,

1996)

Para resolver este tipo de questão, algumas tentativas foram iniciadas, como por exemplo, a

utilização de fatores de certeza, como é o caso do MYCIN. Porém, alguns inconvenientes foram

gerados a partir dessa abordagem; o principal deles foi a explosão combinatória causada pelo

cálculo de fatores de certeza, incentivando o início de outras linhas de pesquisa, tais como a

utilização de lógica difusa nos sistemas especialistas (BUCHAMAN, 1984 apud FERNANDES,

1997).

26

Os fatos, relações, julgamentos, opiniões e regras de inferência contidos na base de conhecimento

do sistema especialista, usualmente possuem vários graus de imprecisão e incerteza. Dessa forma, é

desejável que o sistema especialista seja capaz de lidar com inferências de um dado impreciso e

heurísticas vagas, como o especialista humano. Por esse motivo, lidar com a incerteza no projeto de

um sistema especialista é a etapa mais importante na modelagem do processo de raciocínio. A

utilidade da teoria dos conjuntos difusos para teste propósito tem sido largamente estudada

(FERNANDES, 1996).

Para Cardoso (2000), os principais benefícios derivados do uso de modelos difusos em sistemas

especialistas são: (i) a capacidade de modelar problemas altamente complexos; (ii) melhoria da

modelagem cognitiva dos sistemas especialistas; (iii) habilidade de modelar sistemas envolvendo

vários especialistas; (iv) redução da complexidade do modelo; (v) melhoria da capacidade de

manipulação da “incerteza” e da “possibilidade”.

Sendo assim, Fernandes (1997) explica que o sistema especialista difuso é um sistema que utiliza

lógica difusa, isto é, uma coleção de funções de pertinência e regras que são usadas para raciocinar

sobre os dados. As regras de um sistema especialista difuso são usualmente similares a esta:

Se x é baixo e y é alto, então z é médio

Onde x e y são variáveis de entrada, z é variável de saída, baixo é uma função de pertinência

definida em x, alto é uma função de pertinência definida em y, e médio é uma função de pertinência

definida em z. A parte da regra entre IF e THEN é a premissa ou antecedente da regra. A parte da

regra seguinte ao THEN é a conclusão ou subseqüente. Esta parte da regra designa a função de

pertinência para cada uma ou mais variáveis de saída.

Com a definição das regras e funções de pertinência, o próximo passo é saber como aplicar este

conhecimento para valores específicos de variáveis de entrada a fim de calcular os valores das

variáveis de saída. Em um sistema especialista difuso, o processo de inferência é uma combinação

de três subprocessos principais: (i) fuzificação (ii) inferência; (iii) defuzificação (FERNANDES,

1997).

27

4.6 Fuzzificação

A fuzzificação é o processo de associar ou calcular um valor para representar um grau de

pertinência da entrada em um ou mais grupos qualitativos, chamados de conjuntos difusos. O grau

de pertinência é determinado por uma função de pertinência que foi definida com base na

experiência ou intuição. Funções de pertinência são o meio pelo qual um controlador é sintonizado

para alcançar respostas desejadas a determinadas entradas (CABRAL, 1994).

Conforme Fernandes (1997), o tipo e a quantidade de funções de pertinência usadas em um sistema

dependem de: (i) precisão; (ii) estabilidade; (iii) facilidade de implementação; (iv) manipulação; (v)

manutenção.

Portanto, nessa etapa, Mattos (2001), cita que os valores numéricos são transformados em graus de

pertinência para um valor lingüístico. Permitindo uma ligação entre os termos lingüísticos (frio,

próximo, quente, dentre outros) e as funções de pertinência.

Em geral, uma vez que o sistema difuso está operando, as funções de pertinência não mudam.

Formas simples como trapézios ou triângulos são freqüentemente utilizadas para definir

pertinências em conjuntos difusos. Contudo, qualquer função considerada adequada pode ser

utilizada. Além disso, deve ser decidido o número de conjuntos difusos por entrada do sistema

(CABRAL, 1994).

Segundo Viot (1993 apud MATTOS, 2001), o número e a forma das funções de pertinência em

conjuntos difusos são escolhidos dependendo da exatidão, resposta, estabilidade, facilidade de

implementação, manipulação e manutenção requeridas pelo sistema.

As funções de pertinência triangulares e trapezóides são as mais comuns, e têm provado serem boas

em efetividade e eficiência. Os conjuntos difusos devem abranger o eixo X, cobrindo todo o

intervalo, ou o universo de discurso, para uma entrada de um sistema, mapeando para o intervalo de

0 a 1 do eixo Y as pertinências de uma entrada. Sobreposição entre limites de conjuntos é desejável

e a chave para a operação suave do controlador. São permitidas pertinências em múltiplos – até

mesmo em contraditórios – conjuntos (CABRAL, 1994).

28

O processo de fuzzificação permite uma ligação que toma lugar entre termos lingüísticos (frio,

perto, ativo, grande) e funções de pertinências, tornando os termos significativos para o

computador. Como resultado, um projetista pode expressar ou modificar um comportamento de um

sistema utilizando para tanto linguagem natural, então ampliando as possibilidades de esclarecer e

descrever de forma concisa tarefas complexas (ibidem).

4.7 Inferência

Depois das variáveis lingüísticas serem interpretadas, por meio da fuzzificação, a próxima etapa

será a descrição das situações nas quais há reações, ou seja, a determinação das regras SE-ENTÃO.

Cada regra na saída especifica uma ou várias conclusões (MATTOS, 2001).

O lado SE (IF) de uma regra contém uma ou mais condições, chamadas antecedentes que

constituem uma premissa; o lado ENTÃO (THEN) contém uma ou mais ações chamadas

conseqüências (CABRAL, 1994).

O antecedente da regra contém uma ou mais condições, o conseqüente contém uma ou mais ações.

O antecedente corresponde diretamente aos graus de pertinência calculados durante o resultado da

fuzzificação. Cada antecedente tem um grau de pertinência indicado para ele como resultado da

fuzzificação. Durante a avaliação das regras, a intensidade é calculada com base em valores dos

antecedentes e estão indicadas para saídas difusas da regra (FERNANDES, 1997).

Cada antecedente possui um grau de verdade (pertinência) associado como resultado de uma

fuzzificação. Durante a avaliação das regras, potências são computadas baseadas nos valores dos

antecedentes e, então, associadas a saídas de regras difusas. Geralmente uma função de mínimo é

utilizada de forma que a potência de uma regra é associada ao menor (ou mais fraco) valor verdade

do antecedente. Outros métodos para computar potências de uma regra podem ser utilizados, como

a multiplicação dos valores dos antecedentes. A ação de venda de ações é repassada para um grau

que reflete a potência da regra. Freqüentemente mais de uma regra é aplicada para uma mesma

específica ação, onde no caso a prática mais comum é usar a regra mais forte ou mais verdadeira

(CABRAL, 1994).

29

Neste sistema, a inferência utilizada foi a inferência do tipo forward chainning (encadeamento para

frente), onde partindo-se de um ponto inicial chega-se à conclusão.

4.8 Defuzzificação

A defuzzificação converte um conjunto difuso de saída de um sistema em um valor clássico

correspondente. Este processo é importante para decifrar o significado das ações difusas usando

funções de pertinência e também para resolver conflitos entre ações de competição (VIOT, 1993

apud MATTOS, 2001).

A avaliação das regras associa potências (intensidade) para cada ação específica na atividade de

inferência. Contudo, um outro processamento, ou defuzzificação, é necessário que seja executado

por duas razões: a primeira é decifrar o significado de ações vagas (difusas), utilizando funções de

pertinência; a segunda é resolver os conflitos entre ações conflitantes, que podem ter sido acionadas

durante certas condições na avaliação das regras. A defuzzificação emprega técnicas para resolver

ações bagas e conflitantes (CABRAL, 1994).

Uma técnica de defuzzificação comum, o “método do centro de gravidade”, consiste na seguinte

série de passos: inicialmente, um ponto centróide no eixo S é determinado para cada função de

pertinência de saída. Então as funções de pertinência são limitadas na altura pela potência da regra

aplicada (corte), e as áreas das funções de pertinências são computadas. Finalmente, a saída

defuzzificada é calculada pela média ponderada dos pontos centróides do eixo X, e das áreas

computadas, com as áreas servindo como os pesos (CABRAL, 1994).

Outra técnica citada por Mattos (2001), é o “Método do Critério Máximo” (MAX), que gera um

ponto onde a distribuição de possibilidade atinge um valor máximo, escolhendo-se a ação para a

qual a função de pertinência tem um valor máximo.

O mesmo autor ainda aponta o “Método da Média Máxima” (MOM), que produz uma ação de

controle que representa o valor médio de todas as ações cuja função de pertinência atinge o

máximo.

30

Algumas vezes, singletons são utilizados para simplificar o processo de defuzzificacao. Um

singleton é uma função de pertinência de saída representada por uma única linha vertical. Uma vez

que um singleton intersecta o eixo X em um único ponto, o cálculo do centro de gravidade reduz

apenas ao cálculo da média ponderada dos pontos do eixo X (tocados pelos singletons) e as

potências das regras, com a potência das regras utilizadas como peso (CABRAL, 1994).

5. SISTEMAS DE ESGOTOS

5.1. Introdução

Há muito tempo é sabido que o esgoto sanitário pode causar vários tipos de doenças. Doenças como

o Cólera, Leptospirose, Febre Tifóide, Hepatite A, Salmonelose, Desinterias, e muitas outras,

geralmente se manifestam onde o saneamento não é encontrado (BASÍLIO, 2001).

A população em geral ainda encontra-se exposta a estas enfermidades, ocupando enfermarias e

consumindo recursos financeiros para o tratamento destes enfermos. Verifica-se assim a

importância do tratamento do esgoto sanitário, diminuindo a quantidade de doenças e viabilizando

os investimentos de recursos em outras necessidades.

5.2. História do Esgoto

Segundo Basílio (2001), ao longo da História do Esgoto Sanitário, é possível verificar que no ano

de 3000 AC, as cidades de Mohenjodaro e Harappa na antiga Índia, e que hoje estão localizadas no

Paquistão, já possuíam naquela distante época, ruas drenadas com esgotos canalizados em galerias

subterrâneas, assim como as residências também tinham banheiros com esgotos canalizados. E

atualmente, passados mais de 5000 anos, há a preocupação com a possibilidade de instalação de

sistemas de tratamento de esgotos.

31

Já para Alem Sobrinho e Tsutiya (1999), as referências relativas a esgotamento sanitário

consideram a Cloaca Máxima de Roma, construída no século 6 antes de Cristo como o primeiro

sistema de esgoto planejado e implantado no mundo. A Cloaca Máxima recebia parte dos esgotos

domésticos das áreas adjacentes ao fórum Romano e propiciava a drenagem superficial de uma área

bem maior, essencial para o controle da malária.

Ainda segundo Basílio (2001), esta obra era destinada ao esgotamento subterrâneo de águas

estagnadas do Capitólio até o rio Tibre, composta por uma galeria de 740 m de extensão e diâmetro

equivalente a 4,30 m, ainda hoje funcionando e que foi concluída no ano de 514 AC.

Na Antigüidade, a preocupação dos povos com os Esgotos, não se pautava por uma questão

sanitária, mas sim religiosa. As pessoas queriam se apresentar mais puras e limpas diante de seus

deuses, para não sofrerem o terrível castigo da doença (ibidem).

5.3. O Esgoto e a Saúde

Ao longo do tempo, o crescimento das comunidades, particularmente a Inglaterra e no continente

europeu, levou a uma situação em que a disposição dos excretas das populações se tornou

impraticável. Isto levou ao uso de privadas onde os excretas se acumulavam. Esta solução

apresentava problemas de odores indesejáveis e também criou sérios problemas de disposição dos

excretas acumulados nessas privadas (ALEM SOBRINHO E TSUTIYA, 1999).

No ano de 1854, o médico inglês John Snow, demonstrou que a epidemia do cólera que assolava a

Inglaterra naquela época, estava relacionada com a contaminação da água pelas fezes, o que fez

despertar nos ingleses, a necessidade do saneamento básico nas cidades, o que foi feito,

exterminando-se assim, completamente aquela epidemia (BASÍLIO, 2001).

A preocupação dos ingleses com o saneamento propagou-se pelas principais cidades de todo o

mundo. Naquela época o comércio marítimo era muito intenso, e as tripulações dos navios passaram

a ter o receio de aportarem em cidades sem saneamento, e desta forma, serem vítimas com a

contaminação de doenças. Por esta razão, D. Pedro II determinou a construção de sistemas de

32

esgotos no Rio de Janeiro e São Paulo, para não sofrer o boicote do comércio marítimo

internacional, e estas foram as primeiras cidades do Brasil a receberem obras na área do saneamento

(ibidem).

Seguindo a prática Romana, os primeiros sistemas de esgotos, tanto na Europa como nos Estados

Unidos foram construídos para coleta e transporte de águas pluviais (ALEM SOBRINHO E

TSUTIYA, 1999 apud AZEVEDO NETTO, et al. 1983).

Um dos mais significativos avanços em projeto e construção de sistema de esgotos se deu em 1842,

em Hamburgo, na Alemanha. Após um incêndio que destruiu parte da cidade, pela primeira vez, um

novo sistema de coleta e transporte de esgotos (pluviais mais doméstico) foi projetado de acordo

com as modernas teorias da época (ALEM SOBRINHO E TSUTIYA, 1999).

Esses sistemas de esgotos, recebendo contribuições pluviais, domésticas e eventualmente

industriais, denominado depois de sistema unitário de esgotamento, foram rapidamente sendo

implantados em cidades importantes destacando-se em Boston (1833), Rio de Janeiro (1857), Paris

(1880), Buenos Aires, Viena etc (ibidem).

5.4. Conceito

Para Jordão e Pessoa (1995), a palavra esgoto costumava ser usada para definir tanto a tubulação

condutora das águas servidas de uma comunidade, como também o próprio líquido que flui por

estas canalizações.

Hoje este termo é usado quase que apenas para caracterizar os despejos provenientes das diversas

modalidades do uso e da origem das águas, tais como as de uso doméstico, comercial, industrial, as

de utilidades públicas, de áreas agrícolas, de superfície, de infiltração, pluviais, e outros efluentes

sanitários. (ibidem).

A aversão injustificada pelo termo ”esgoto” tem levado alguns autores ao emprego do termo “águas

residuárias”, que exprime a tradução literal da palavra wastewater, amplamente usada em inglês

33

para substituir o rejeitado termo sewage. Esta tendência tem proliferado o uso da sigla ETAR

(Estação de Tratamento de Águas Residuárias) conflitando com a sigla ETE (Estação de

Tratamento de Esgotos), tradicional e recomendada pela ABNT (JORDÃO e PESSOA, 1995 apud

ABNT, 1990).

Segundo o mesmo autor, os esgotos costumam ser classificados em:

• sanitários: constituídos essencialmente de despejos domésticos, uma parcela de águas

pluviais, águas de infiltração e, eventualmente, uma parcela não significativa de despejos

industriais, tendo características bem definidas, provendo principalmente de residências,

edifícios comerciais, instituições ou quaisquer edificações que contenham instalações de

banheiros, lavanderias, cozinhas, ou qualquer dispositivo de utilização da água para fins

domésticos. Compondo-se basicamente de água de banho, urina, fezes, papel, restos de

comida, sabão, detergentes, águas de lavagem.

• industriais: são extremamente diversos, provendo de qualquer utilização da água para fins

industriais, adquirindo características próprias em função do processo industrial empregado.

Assim sendo, cada indústria deverá ser considerada separadamente, uma vez que seus

efluentes diferem até mesmo em processos industriais similares.

5.5. Coleta e Tratamento de Esgoto

A insuficiência de recursos financeiros tem aparecido como o principal motivo para a falta de

sistemas eficientes relacionados ao saneamento básico. As restrições econômicas têm postergado

investimento, principalmente em sistemas de tratamento de esgoto aqui no Brasil. Esgoto não

tratado significa maior contaminação hídrica, elevando os custos e dificultando os processos para

tornar a água potável. Aliás, por perceber esta elevação de custos de tratamento d´água, as

companhias de abastecimentos estão reconhecendo a importância do tratamento de esgotos.

34

Pressões sociais, econômicas, políticas, legais e ambientais têm difundido a discussão sobre esta

problemática pelas esferas federais, estaduais e municipais. Embora a questão do saneamento básico

tenha uma dimensão nacional, os aspectos regionais e locais não podem ser ignorados. Os

municípios devem buscar solucionar suas deficiências no abastecimento de água, no tratamento de

esgotos e na destinação do lixo, conforme as características geográficas, climáticas, culturais e

sócio-econômicas de cada região.

No estado de Santa Catarina, apesar da posição de destaque em desenvolvimento econômico em

relação ao resto do país, muitos municípios também não contam com a coleta e o tratamento de

esgoto. Relatórios demonstram que a CASAN, principal empresa catarinense de saneamento, realiza

a coleta de 13,3% do esgoto produzido, mas, deste montante, somente 12,4% recebe tratamento

(BIO, 2001). Há uma grande lacuna entre o tratamento efetivo e a demanda por este serviço.

Da mesma forma que o restante do país, os municípios catarinenses devem buscar atender as

necessidades da comunidade, com a implantação ou ampliação de sistema de esgotos, respeitando

suas características locais. Este sistema pode ser definido como o conjunto de elementos que

realizarão a coleta, o transporte, o tratamento e a disposição final do esgoto doméstico e do lodo

resultante (CRESPO, 1997).

5.6. Sistemas de Esgoto

A partir das características observadas em cada município, uma análise deve ser realizada para

apontar qual o tipo de sistema de tratamento mais adequado à realidade local. Neste trabalho serão

abordadas três alternativas para o sistema de tratamento: sistema convencional, individual e

condominial.

O sistema de tratamento de esgoto considerado convencional nesta pesquisa é o mais utilizado nas

cidades brasileiras que têm o serviço implantado. Geralmente envolvem uma grande rede coletora

que levará o esgoto da cidade para estações de tratamento. Estas estações podem contar com

grandes lagoas de estabilização (quando há espaço disponível) que são “... tanques de pequena

profundidade, cavados na terra, nos quais o esgoto sanitário flui continuamente e é tratado por

35

processos naturais.” (GASI et al, 1988). Estes tanques podem ser povoados por bactérias e/ou algas

que se encarregarão de consumir os materiais orgânicos do esgoto. Vale lembrar que antes do

esgoto ser conduzido a estas lagoas, ele passa por processos de remoção de sólidos (gradeamento,

areia e cartão ativado podem ser usados). Estando livre de elementos como pedaços de plástico,

madeira, ferro, pedra, vidro, etc., as águas residuárias são encaminhadas para as lagoas que podem

contar ou não com aeradores mecânicos que provocarão movimento nos tanques e sua oxigenação.

Passado o tempo de maturação, a água pode ser liberada nos corpos receptores (rios, lagos, mar).

Porém, esta alternativa pode ser considerada inviável se for considerado que todos os processos de

tratamento são concentrados em um único lugar, necessitando de uma infra-estrutura de transporte

custosa, bem como numa estação de tratamento que pode necessitar de grandes áreas para ser

eficiente, sendo dependente de fornecimento de energia para o funcionamento dos equipamentos.

Outro tipo de tratamento possível de ser adotado é o sistema de condomínios, composto por redes

coletoras menores (descentralização dos processos), que atenderiam as pequenas comunidades

possuindo estações de tratamento mais simples e menos dispendiosas. Guimarães (1988) aponta que

uma das alternativas para se ampliar a oferta do serviço de esgotamento sanitário no Brasil,

inclusive já adotada no estado do Rio de Janeiro, é a promoção da descentralização do sistema

através de sub-bacias de saneamento. Além da criação de sub-bacias e da rede coletora, torna-se

necessário encontrar locais próximos para o tratamento dos despejos, reduzindo a carga poluidora

concentrada e as estruturas de transporte.

Esta alternativa também pode ser aplicada no estado de Santa Catarina, considerando-se que as

análises efetuadas consideraram esse tipo de sistema tão eficiente quanto os sistemas de tratamento

convencionais.

Uma terceira opção de tratamento de esgotos existente é a utilização de unidades individuais de

tratamento. Neste caso, cada residência e/ou unidade produtora de esgoto sanitário seria responsável

por tratar seus despejos antes de lançá-los na rede pública. O processo de tratamento poderia ocorrer

a partir de Wetlands construídos. Feijó e Simionatto (2002) explicam que o sistema é constituído

por módulos: elementos filtrantes (brita, por exemplo), vegetais produtores de oxigênio que

possibilitam a decomposição da matéria orgânica a partir de bactérias aeróbicas, um suporte de

36

fixação para as plantas, composto de areia e um substrato orgânico (casca-de-arroz) e, ao final,

outro módulo de brita. Os autores citados expõem que esta alternativa poderia ser adotada em

regiões não atendidas por sistemas públicos, visto que os estudos realizados demonstraram

eficiência na remoção de matéria orgânica. É uma opção de tratamento de baixo custo de

implantação e manutenção e, além disso, há ausência de odores desagradáveis e insetos,

demonstrando ser conveniente esteticamente com a presença de vegetais.

Apresentadas estas três possíveis alternativas para o tratamento de esgoto, cabe indicar qual a opção

mais viável técnica e economicamente para um município e sua comunidade, considerando suas

peculiaridades locais. Considerando-se que a qualidade do resíduo gerado nos processos é a mesma,

faz-se necessário construir uma análise de viabilidade econômica para estes investimentos.

Para realizar a análise econômico-financeira pretendida, técnicas de engenharia econômica e

matemática financeira podem ser empregadas. A engenharia econômica, segundo Hirschfeld (1992)

“aplica seus conhecimentos a alternativas provindas de fatores técnicos, financeiros e sociais,

procurando encontrar aquela que forneça a otimização dos recursos”. Já Hummel & Taschner

(1995), expõem que a engenharia econômica pode ser entendida como a reunião de técnicas que

possibilitam comparar resultados distintos entre alternativas distintas, onde as diferenças geralmente

são apontadas em dados quantitativos. Analisar o valor do dinheiro ao longo do tempo a partir de

determinada taxa de juros e investimento inicial é uma das funções deste ramo da engenharia.

Estabelecer relações de custo/benefício e tempo de retorno das diversas alternativas de

investimento, apontando a melhor escolha para o investidor considerando as diversas variáveis

econômico-financeiras que interferem na decisão ótima, também são atividades desempenhadas

pelos economistas e engenheiros econômicos.

5.7. Estudo e Concepção de Sistemas de Esgoto Sanitário

A elaboração do projeto de um sistema de esgoto sanitário tem como fase inicial a concepção.

Entende-se por concepção de um sistema de esgoto sanitário, o conjunto de estudos e conclusões

referentes ao estabelecimento de todas as diretrizes, parâmetros e definições necessárias e

37

suficientes para a caracterização completa do sistema a projetar. (ALEM SOBRINHO e TSUTIYA,

1999).

Basicamente, a concepção tem como objetivos:

• identificação e quantificação de todos os fatores intervenientes com o sistema de esgotos;

• diagnóstico do sistema existente, considerando a situação atual e futura;

• estabelecimento de todos os parâmetros básicos de projeto;

• pré-dimensionamento das unidades dos sistemas, para as alternativas selecionadas;

• escolha entre as alternativas, da mais adequada, mediante a comparação técnica, econômica e

ambiental;

• estabelecimento das diretrizes gerais de projeto e estimativa das quantidades de serviços que

devem ser executados na fase de projeto.

O estudo de concepção pode, segundo estes autores, ser precedido, às vezes, de um diagnóstico

técnico e ambiental da área em estudo ou, até mesmo, de um Plano Diretor da bacia hidrográfica.

As atividades necessárias para este estudo são melhor detalhadas como segue.

5.7.1 Dados e Características do Município

Os principais dados e características da comunidade são:

• Localização do município;

• infra-estrutura existente;

• cadastro atualizado dos sistemas de abastecimento de água, de esgoto sanitário, de galerias

de águas pluviais, de pavimentação, de telefone, de energia elétrica etc;

• condições sanitárias atuais; índices estatísticos de saúde; ocorrências de moléstias de

origem hídrica;

• estudos, projetos e levantamentos existentes.

38

5.7.2 Análise do Sistema de Esgoto Sanitário Existente

Descrição do sistema identificando todos os elementos, com análise pormenorizada das partes

constituintes, baseadas no cadastro e informações existentes. Deverá constar também: área atendida,

população esgotável por bacia contribuinte e/ou nível de atendimento; a contribuição “per capita”

deve ser calculada em função do consumo faturado. Identificar o número de ligações por categoria,

assim como o seu consumo.

5.7.3 Estudos Demográficos e de Uso e Ocupação do Solo

Para a definição da área de atendimento deverão ser observados os seguintes aspectos:

• dados censitários; catalogação dos estudos populacionais existentes;

• pesquisa de campo;

• levantamento da evolução do uso do solo e zoneamento da cidade; análise sócio-

econômica do município, bem como o papel deste na região;

• plano diretor da cidade, sua real utilização e diretrizes futuras;

• projeção da população urbana baseada em métodos matemáticos, analíticos, comparativos

e outros (ano a ano);

• análise e conclusão das projeções efetuadas; distribuição da população e suas respectivas

densidades por zonas homogêneas e por sub-bacias de esgotamento.

5.7.4 Critérios e Parâmetros de Projeto

Os critérios e parâmetros de projeto a serem utilizados, listados a seguir, deverão ser considerados e

devidamente justificados.

39

• consumo efetivo “per capita” – em função do consumo medido, efetuar a previsão da

evolução desse parâmetro;

• coeficientes de variação de vazão (K1, K2, K3);

• coeficiente de contribuição industrial;

• coeficiente de retorno esgoto/água;

• taxa de infiltração;

• carga orgânica dos despejos domésticos e industriais;

• níveis de atendimento no período de projeto;

• alcance do estudo igual a 20 anos (justificar nos casos excepcionais);

• coeficiente: habitantes/ligação.

Deve ser elaborada uma pesquisa das contribuições das indústrias existentes e em função desses

valores estimar a sua evolução. Neste caso, o órgão ambiental também deverá ser consultado. Para

áreas onde ainda não há indústrias implantadas, deve-se adotar o coeficiente de vazão industrial (l/s

x ha), verificando no Plano Diretor ou junto à Prefeitura Municipal, o tipo de indústria a ser

implantado.

5.7.5 Cálculo das Contribuições de Esgoto

Os cálculos das contribuições doméstica, industrial e de infiltração, deverão ser apresentados ano a

ano, e por bacia ou sub-bacia, quando pertinente.

5.7.6 Formulação Criteriosa das Alternativas de Concepção

As concepções estudadas devem ser descritas apresentando todas as unidades componentes do

sistema. Deverão ser analisadas alternativas de aproveitamento total e/ou parcial do sistema

40

existente. Para cada alternativa devem ser levantados os impactos ambientais negativos e positivos,

os quais deverão ser devidamente levados em consideração na seleção da alternativa, avaliando,

também, os aspectos legais junto às entidades competentes.

As desapropriações previstas deverão ser convenientemente avaliadas.

5.7.7 Estudo de Corpos Receptores

Caracterizar os possíveis corpos receptores quanto a: vazões características, cota de inundação,

condições sanitárias e usos de montante e jusante atuais e futuros. Devem ser verificados os

aspectos legais previstos na Resolução nº 20 do CONAMA e das legislações estaduais. Para a

verificação das condições sanitárias, devem ser realizadas análises de laboratórios nos pontos de

interesse.

Devem ser realizados estudos sobre a avaliação das cargas remanescentes do futuro tratamento de

esgoto diante da capacidade assimiladora dos corpos receptores (autodepuração) e de seus usos a

jusante, atuais e futuros.

5.7.8 Pré-Dimensionamento das Unidades dos Sistemas Desenvolvidos para a

Escolha da Alternativa

5.7.8.1 Rede Coletora

Para a identificação da rede coletora deverão ser realizados os seguintes estudos:

• estudo das bacias e sub-bacias de contribuição;

• estudo de traçados de rede;

• pré-dimensionamento hidráulico-sanitário das tubulações principais;

41

• identificação de tubulações, peças e acessórios (definição do material).

5.7.8.2 Coletor Tronco, Interceptor e Emissário

Este item refere-se à captação, tubulações e o lançamento dos esgotos sanitários:

• alternativas de traçado;

• estudo técnico-econômico de alternativas;

• definição do traçado;

• pré-dimensionamento hidráulico-sanitário de tubulação, peças e acessórios;

• identificação das tubulações, peças e acessórios (definição do material);

• identificação de travessias de rios, rodovias, ferrovias, de faixas de

servidão/desapropriação e áreas de proteção ambiental;

• identificação de interferências e pontos notáveis.

5.7.8.3 Estação Elevatória e Linha de Recalque

Nos casos em que a topografia é adequada, as tubulações de esgotos por gravidade são, e

continuarão sendo, as mais utilizadas, porém, onde a topografia é desfavorável, lençol freático alto,

solo estruturalmente instável ou rochoso, podem ser necessários estações elevatórias e linhas de

recalque. Para se solucionar tais dificuldades, foram desenvolvidas, como alternativas, redes

pressurizadas e a vácuo.

Devido ao fato de esses sistemas estarem sendo continuamente melhorados, aconselha-se a

obtenção de dados operacionais, pesquisa bibliográfica e consulta aos fabricantes de equipamentos,

na ocasião da implantação do sistema.

42

Para a definição da estação elevatória e linha de recalque deverão ser observados os seguintes

aspectos:

• estudo técnico-econômico de alternativas;

• pré-dimensionamento do poço de sucção da elevatória, dimensões e formas geométricas;

• pré-dimensionamento dos conjuntos elevatórios incluindo curvas características da bomba

e do sistema;

• pré-dimensionamento hidráulico-sanitário de tubulações, peças e acessórios;

• identificação das tubulações, peças e acessórios (definição do material);

• identificação de travessias de rios, rodovias, ferrovias, de faixas de

servidão/desapropriação e áreas de proteção ambiental;

• identificação da rede de energia elétrica do local, indicando suas características;

• identificação de interferências e pontos notáveis.

5.7.8.4 Estação de Tratamento de Esgoto

Alguns estudos para a definição da estação de tratamento de esgoto são necessários, por exemplo:

• identificação do corpo receptor com caracterização de sua classificação, segundo a

legislação federal, estadual e municipal;

• estudos hidrológicos com caracterização de vazões máximas, médias e mínimas e

identificação de níveis de inundação;

• estudo de autodepuração do corpo receptor para determinação de níveis de DBO e OD,

colimetria e outros parâmetros quando necessário, a jusante do ponto de lançamento.

5.7.8.5 Determinação do Grau Necessário de Tratamento de Esgoto

Fazem parte da determinação do grau de tratamento os seguintes itens:

• relatório de sondagens com parecer técnico;

• pré-dimensionamento hidráulico-sanitário das unidades das alternativas de ETEs;

• estudo técnico-econômico de alternativas;

43

• estudo de alocação da ETE em função da topografia;

• identificação da rede de energia elétrica no local, identificando suas características;

• estudo de jazidas para empréstimo: localização, acesso, sondagens, desapropriação e

considerações sobre a recuperação da área envolvida;

• avaliação quanto a planos e programas governamentais existentes que possam interferir

com o futuro empreendimento;

• identificação das áreas de desapropriação;

• áreas de bota-fora;

• identificação das tubulações, peças, acessórios, equipamentos etc (definição de material);

• tratamento dos lodos;

• aproveitamento e disposição final dos biossólidos;

• disposição final do efluente tratado;

• identificação de limites de áreas de proteção ambiental e suas interfaces com o futuro

empreendimento;

• definição de vias de acesso ao futuro empreendimento;

5.7.8.6 Estimativa de Custo das Alternativas Estudadas

Para a estimativa de custo das alternativas deverão ser consideradas as obras de primeira etapa,

subdivididas em obras de implantação imediata e obras de complementação da primeira etapa, e

também, obras de segunda etapa. As planilhas de orçamento, memorial de cálculo do orçamento e

eventuais composições de custos de serviços e propostas de materiais e equipamentos, com a data

base definida, farão parte da apresentação do custo das alternativas.

5.7.8.7 Comparação Técnico-Econômica e Ambiental das Alternativas

A definição da concepção mais econômica será efetuada através do órgão financiador. Para a Caixa

Econômica Federal, está em vigor a instrução COSAN 1 (estudo técnico e econômico-financeiro).

44

O confronto entre as alternativas deverá apresentar o elenco de vantagens e desvantagens, sob os

aspectos técnico, econômico e ambiental, apresentando-se as eventuais interfaces com áreas de

proteção ambiental e/ou planos de programas existentes da iniciativa privada e/ou governamental.

Deverá ser apresentado para cada alternativa o elenco de medidas mitigadoras e/ou compensatórias.

Escolhida a alternativa, apresentar o diagnóstico da situação atual e o prognóstico esperado com e

sem a implantação do empreendimento, mostrando os impactos negativos e positivos, associados às

fases de construção, operação, desapropriação, interferências no trânsito, sinalização, etc.

O estudo de concepção deverá fornecer informações que subsidiem a eventual necessidade da

elaboração do relatório ambiental preliminar (RAP), para obtenção do licenciamento ambiental do

sistema de esgoto.

5.7.8.8 Alternativa Escolhida

Para a alternativa escolhida deverá ser elaborado o projeto hidráulico-sanitário das unidades do

sistema. O projeto deverá conter além dos estudos já elaborados, os estudos discriminados a seguir,

obedecendo-se no que couber as normas técnicas brasileiras. Para todas as unidades do sistema a ser

projetado, devem ser realizados os levantamentos topográficos e investigações geotécnicas

acompanhados dos seus respectivos relatórios, bem como a delimitação de áreas a serem

desapropriadas, faixas de servidão e áreas de proteção ambiental.

Deverão ser apresentados em texto e em plantas todos os elementos constituintes das unidades e das

obras lineares previstas, de modo a possibilitar a caracterização da futura obra, devendo conter

informações seguras como do tipo de fundação, movimento de terra, escoramentos, equipamentos

eletro-mecânicos, estruturas, método construtivo, jazidas, permitindo a correta previsão

orçamentária, previsão global das atividades, relativas a futura obra.

45

5.7.8.9 Peças Gráficas do Estudo de Concepção

Para a obtenção de dados mais detalhados, são listadas as plantas necessárias para o estudo de

concepção das redes de tratamento de esgoto:

• planta da cidade ou do município com a localização da área de planejamento do sistema –

escala 1:10000 ou 1:5000;

• planta do sistema de abastecimento de água existente – escala 1:10000 ou 1:5000;

• planta do sistema de esgotos sanitários existentes – escala 1:10000 ou 1:5000;

• planta de pavimentação – escala 1:10000 ou 1:5000;

• planta de galerias de águas pluviais existentes – escala 1:10000 ou 1:5000;

• planta do sistema de energia elétrica existente – escala 1:10000 ou 1:5000;

• planta do cadastro de dutos subterrâneos de outras concessionárias de serviços públicos

(gás, telefone, etc) – escala 1:10000 ou 1:5000;

• planta de localização de indústrias ou cargas de grandes contribuintes– escala 1:10000 ou

1:5000;

• planta de áreas de planejamento com delimitação dos setores– escala 1:10000 ou 1:5000;

• planta de zonas de densidades homogêneas e de uso e ocupação do solo, atual e futura –

escala 1:10000 ou 1:5000;

• planta das concepções com as várias alternativas – escala 1:10000 ou 1:5000;

• plantas e cortes do pré-dimensionamento hidráulico das partes constitutivas das

alternativas estudadas – escala conveniente;

• perfil hidráulico da estação de tratamento de esgoto e quando necessário, de outras

unidades – escala conveniente;

• planta de localização da área de jazida de empréstimo e bota fora – escala conveniente;

• planta do sistema proposto – escala 1:10000 ou 1:5000.

46

5.7.8.10 Memórias de Cálculo

Farão parte do estudo de concepção, os memoriais de cálculo de pré-dimensionamento das unidades

dos sistemas das concepções estudadas. Abrange todas as especialidades envolvidas:

• hidrologia;

• hidrogeologia;

• hidráulica;

• eletro-mecânica;

• processos;

• orçamento etc.

5.8. Esgoto Doméstico

O esgoto doméstico é um despejo líquido resultante do uso da água pelo homem em seus hábitos

higiênicos e necessidades fisiológicas. (ALEM SOBRINHO E TSUTIYA, 1999), caracterizados

por: fezes, urinas, detergentes, sabão e restos de comidas.

A contribuição de esgoto doméstico depende dos seguintes fatores:

• população da área de projeto;

• contribuição per capita;

• coeficiente de retorno esgoto/água;

• coeficientes de variação de vazão.

Esses fatores serão enfocados a seguir:

47

5.8.1 População da Área de Projeto

Para estudar a projeção populacional dos municípios e distritos, a serem utilizados no projeto de

sistemas de abastecimento de água e de esgotos sanitários, devem ser levados em consideração os

seguintes aspectos:

• qualidade das informações que servirão de base para a projeção populacional;

• efeito do tamanho da área, pois em geral, para áreas pequenas os erros esperados numa

projeção populacional são maiores;

• período de tempo alcançado pela projeção, quanto mais logo, maiores serão os erros

esperados;

• compatibilização das diversas projeções realizadas, para diferentes níveis geográficos.

A evolução do crescimento populacional das áreas urbanas, deve ser estudada de forma

complementar e harmônica ao estudo de uso e ocupação do solo, considerando o município como

um todo. Se o município for comporto por mais de um distrito, deve-se estudar e projetar a

participação de cada distrito na população total do município.

Para Martins (1993 apud ALEM SOBRINHO e TSUTIYA, 1996), esse estudo deve ser feito com a

seguinte metodologia:

• levantamento, nos últimos quatro censos, dos dados populacionais da sede do município e

distritos, quanto à população residente urbana e rural e número de habitantes por domicilio

considerando população residente e domicílios ocupados;

• levantamento e mapeamento dos setores censitários da área de projeto, sua população

residente e número de domicílios ocupados nos últimos dois censos;

• levantamento dos dados mais atuais do número de ligações de luz e de água (residenciais,

comerciais, industriais e públicas), bem como, os respectivos índices de atendimento;

48

• levantamento na prefeitura do número de contribuintes do importo predial;

• pesquisa de campo com amostra representativa da área de projeto, para definir os

parâmetros urbanísticos e demográficos da ocupação atual, assim como: diferentes usos,

padrão econômico, tamanho médio do lote, domicílios por lote, habitantes por domicilio,

índice de verticalização, percentual de área institucional etc.;

• levantamento de planos e projetos (industriais, habitacionais, transportes, agropecuários

etc.) que existam para a região, municípios e/ou distritos, que possam afetar a dinâmica

populacional e os usos e ocupação do solo;

• análise do Plano Diretor do Município quanto a sua real utilização e atualidade, bem como

as diretrizes futuras;

• análise sócio-econômica do município e seu papel na região e/ou sub-região em que se

insere.

Com os dados censitários e a população atual, inferida através das chamadas variáveis sintomáticas

(ligações de água, luz, imposto predial), a projeção da população deve ser feita utilizando a

expressão matemática que melhor se ajustar aos dados históricos levantados.

A participação de cada distrito (se houver mais que um) deve ser estudada e projetada tendo como

parâmetro a população total do município.

Definida a população do distrito, deve-se estudar e projetar a participação da população da área de

projeto, na população total do distrito que a contém.

5.8.2 Estudo Demográfico

Podem-se destacar os seguintes métodos para este estudo:

49

• método dos componentes demográficos – considera a tendência passada verificada pelas

variáveis demográficas: fecundidade, mortalidade e migração, e são formuladas de

hipóteses de comportamento futuro;

• métodos matemáticos – a previsão da população futura é estabelecida através de uma

equação matemática, cujos parâmetros são obtidos a partir de dados conhecidos,

destacando-se: aritmético, geométrico, taxa de crescimento decrescente e curva logística.

• método de extrapolação gráfica – consiste no traçado de uma curva arbitrária que se ajusta

aos dados já observados, sem se preocupar estabelecer a equação da mesma. Esse método

requer uma escolha criteriosa dos dados a serem usados como elementos de comparação,

levando-se em conta as condições de semelhança entre os respectivos fatores de

desenvolvimento.

5.8.2.1 População Flutuante

É a população que se estabelece no núcleo urbano por curtos períodos de tempo, como no caso dos

municípios de veraneio, estâncias climáticas e hidrominerais.

Pode ser avaliada a partir das informações do censo demográfico discriminando os domicílios por

tipo de ocupação: residencial, ocasional, fechado e vago, permitindo estimar a proporção entre os

domicílios de uso ocasional e os de uso residencial.

Outra fonte para realizar esta avaliação são as séries de informações sobre o consumo de energia

elétrica das concessionárias de energia elétrica, que conta com informações detalhadas para

significativa parte dos municípios, e sua cobertura é geralmente bastante elevada. Avaliam-se as

faixas de consumo e obtém-se o número de domicílios de uso ocasional pela diferença com o total

de domicílios. Calculam-se, então, coeficientes entre os domicílios de uso ocasional e de uso

residencial, ajustando-se uma função matemática sobre estas relações, a fim de extrapolar para o

período da projeção, não deixando de levar em consideração fatores como o potencial turístico, a

acessibilidade, os aspectos econômicos etc.

50

Para a estimativa da população flutuante na Baixada Santista, Estado de São Paulo, foram

analisados os seguintes indicadores (SABESP, 1996 apud ALEM SOBRINHO, 1999)

• variação do consumo de energia elétrica;

• variação do consumo de água;

• variação do fluxo de veículos no sistema Anchieta-Imigrantes;

• crescimento da capacidade instalada na região para alojamento.

5.8.2.2 Distribuição Demográfica

Para a elaboração dos projetos de esgoto sanitário e de abastecimento de água, há necessidade de se

conhecer a distribuição da população atual da área de projeto e a evolução dessa distribuição em

nível de adensamentos e ocupação de novas áreas, ao longo do período do projeto.

A densidade atual pode ser estimada através dos dados dos setores censitários, de ligações de

energia elétrica, de água, ou através de pesquisas em campo com amostras representativas de

contagem de domicílios e do número de habitantes por domicílio.

Para estimativas de densidades demográficas futuras é preciso considerar os seguintes aspectos:

• parâmetros da ocupação atual (diferentes usos, padrão econômico, tamanho médio do lote,

área institucional, índice de verticalização, habitantes por domicilio etc.);

• planos e projetos aprovados e em estudo na Prefeitura Municipal;

• características da área: topografia, facilidades de expansão e preço do terreno;

• existência de infra-estrutura: água, esgoto, águas pluviais, transporte, comunicação etc.

Com base na análise da ocupação atual podem-se definir as áreas homogêneas, cujas previsões

futuras podem ser feitas mediante os métodos de previsão demográficas já vistos anteriormente.

51

Como as redes de esgotos são normalmente projetadas para uma população de saturação, as

densidades de saturação das áreas podem ser definidas pela lei de zoneamento da cidade, caso

exista.

5.8.3 Contribuição Per Capita

De maneira geral, a produção de esgotos corresponde aproximadamente ao consumo de água. No

entanto, a fração de esgotos que adentra a rede de coleta pode variar, devido ao fato de que parte da

água consumida pode ser incorporada à rede pluvial. (VON SPERLING, 1996)

Tradicionalmente em nosso país utiliza-se o consumo per capita usado para projetos de sistemas de

abastecimento de água, para se projetar o sistema de esgotos. Convém ressaltar que, para o projeto

de sistemas de abastecimento de água, adota-se o consumo per capita para satisfazer ao consumo

doméstico, comercial, das indústrias que não utilizam água em seus processamentos, ao consumo

público e às perdas. Entretanto, para o dimensionamento do sistema de esgotos deve ser utilizado o

consumo de água efetivo per capita, não incluindo as perdas de água.

O consumo per capita é um parâmetro extremamente variável entre diferentes localidades

dependendo de diversos fatores, dentre os quais destacam-se: os hábitos higiênicos e culturais da

comunidade; a quantidade de micro-medição do sistema de abastecimento; as instalações e

equipamentos hidráulico-sanitários dos imóveis; os controles exercidos sobre o consumo; o valor da

tarifa e a existência ou não de subsídios sociais ou políticos; a abundância ou escassez de

mananciais; a intermitência ou regularidade de abastecimento; a temperatura média da região; a

renda familiar; a disponibilidade de equipamentos domésticos que utilizam água em quantidade

apreciável; os índices de industrialização; a intensidade e tipo da atividade comercial, entre outros.

A contribuição per capita de esgoto é o consumo de água efetivo per capita multiplicado pelo

coeficiente de retorno.

52

5.8.4 Coeficiente de Retorno Esgoto/Água

O coeficiente de retorno é a relação entre o volume de esgotos recebido na rede coletora e o volume

de água efetivamente fornecido à população. Do total de água consumida, somente uma parcela

retorna ao esgoto, sendo que o restante é utilizado para lavagem de carros, de calçadas e ruas, rega

de jardins e hortas, irrigação de parques públicos, lavagem de quintais, terraços de residências, etc.

assim, o coeficiente de retorno depende de fatores locais como a localização e tipo de residência

(alto ou baixo padrão), condições de arruamentos das ruas (pavimentadas ou não), tipo de clima e

outros fatores.

De modo geral, o coeficiente de retorno situa-se na faixa de 0,5 a 0,9, dependendo das condições

locais. Em áreas residenciais com muitos jardins, os valores são menores, enquanto que nas áreas

centrais densamente povoadas os valores tendem a ser mais elevados.

Segundo Von Sperling (1996), a NBR 9649 da ABNT recomenda o valor de 0,8 para o coeficiente

de retorno, na falta de valores obtidos em campo.

5.8.5 Vazão de Esgotos

O conceito de vazão doméstica engloba usualmente os esgotos oriundos dos domicílios, bem como

o de atividades comerciais e institucionais normalmente componentes de uma localidade. (VON

SPERLING, 1996)

A vazão ou descarga de esgotos expressa a relação entre a quantidade do esgoto transportado em

um período de tempo. Assim sendo, o conhecimento da quantidade de esgoto deverá estar

relacionada com a duração de seu escoamento (JORDÃO e PESSOA, 1995)

Conhecida a população, o consumo de água efetivo per capita e o coeficiente de retorno, pode-se

calcular a vazão média de esgoto doméstico. Entretanto, essa vazão não é distribuída

uniformemente ao longo dos dias.

53

A vazão de esgoto doméstico varia com as horas do dia, com os dias, meses e estações do ano, e

depende de muitos fatores, entre os quais, a temperatura e a precipitação atmosférica.

Para o projeto dos sistemas de esgoto sanitário são importantes os seguintes coeficientes:

• K1, coeficiente de máxima vazão diária – é a relação entre a maior vazão diária verificada

no ano e a vazão média diária anual;

• K2, coeficiente de máxima vazão horária – é a relação entre a maior vazão observada num

dia e a vazão média horária do mesmo dia;

• K3, coeficiente de mínima vazão horária – é a relação entre a vazão mínima e a vazão

média anual.

Para Jordão e Pessoa (1995), a variação da vazão está condicionada aos mesmos fatores que influem

na geração dos esgotos. Assim sendo, atingirão valores máximos ou mínimos, em função da

incidência predominante dos fatores atuando simultânea ou isoladamente, em período de tempo

longo ou instantâneo. Para as grandes cidades, ou para as grandes bacias de contribuição, a variação

da vazão é amortecida devido à diversidade de atividades e costumes, e pelo comportamento dos

grandes interceptores, que podem atuar como reservatórios de amortecimento de cheias. De modo

inverso, para as comunidades menores ou menores bacias de contribuição, o efeito da variação da

vazão será maior. De um modo geral a variação horária tem menor amplitude na parte da noite,

quando a população está dormindo, e torna-se máxima nos períodos de atividades típicas de uso de

banheiros e cozinhas, na parte da manhã e da tarde.

Os mesmos autores citam que é importante ter-se uma avaliação confiável da vazão máxima, uma

vez que influi diretamente no dimensionamento das unidades da fase líquida do tratamento

preliminar e primário (gradeamento, desarenação e decantação primária), cujas dimensões devem

ser calculadas em função da vazão máxima do dia de maior contribuição. O mesmo procedimento é

recomendado pela ABNT para o dimensionamento das instalações de transporte entre aquelas

unidades, tais como elevatórias, canalizações, medidores, dispositivos de entrada e saída, bem como

54

órgãos auxiliares intercalados naquela fase de tratamento. (NBR 7229 apud JORDÃO E PESSOA,

1995).

Na falta de valores obtidos através de medições, a NBR-9649 da ABNT recomenda o uso de K1 =

1,2 K2 = 1,5 K3 = 0,5. Esses valores são admitidos constantes ao longo do tempo, qualquer que seja

a população existente na área (JORDÃO e PESSOA, 1995).

5.9. Infiltrações

As contribuições indevidas nas redes de esgoto podem ser originárias do subsolo – genericamente

designadas como infiltrações – ou podem provir do encaminhamento acidental ou clandestino de

águas pluviais. Embora a rede sempre sofra a ação dessas contribuições, a NBR 9649 da ABNT

recomenda que apenas a infiltração seja considerada na elaboração dos projetos hidráulico-

sanitários das redes coletoras de esgotos. Quanto às contribuições de águas pluviais, segundo a

NB568 da ABNT, devem ser consideradas apenas para o dimensionamento dos extravasores dos

interceptores de esgoto sanitário.

As águas de infiltração são águas subterrâneas originárias do subsolo, quando os sistemas de coleta

e afastamento estão construídos abaixo do nível do lençol freático, sendo que este nível pode ser

alto naturalmente ou devido às chuvas excessivas. As águas do subsolo penetram nos sistemas

através dos seguintes meios:

• pelas juntas das tubulações;

• pelas paredes das tubulações;

• através das estruturas dos poços de visita, tubos de inspeção e limpeza, terminal de

limpeza, caixas de passagem, estações elevatórias etc.

A quantidade de infiltração nas redes de esgoto sanitário depende dos materiais empregados, do

estado de conservação, do assentamento das tubulações, bem como das características do solo, nível

do lençol freático, tipo de solo, permeabilidade etc. Nas áreas litorâneas com lençol freático a

pequena profundidade e terrenos arenosos, as condições são mais propícias à infiltração. Em

55

contraposição, nas regiões altas com lençol freático mais profundo e em solos argilosos, a

infiltração tente a ser menor.

O coletor predial, às vezes, pode assumir importância fundamental para a infiltração devido aos

seguintes aspectos:

• extensão das ligações prediais geralmente maior do que a extensão total da rede coletora;

• na maioria das vezes, execução dos coletores prediais não tão cuidadosa como a da rede

coletora.

Como fatores fundamentais na diminuição da vazão de infiltração pode-se destacar a melhoria na

qualidade dos materiais e das juntas e os controles mais eficientes de execução de obras.

A norma NBR 9649 da ABNT, no que se refere ao coeficiente de infiltração, diz o seguinte: “TI,

Taxa de contribuição de infiltração, depende de condições locais tais como: altura do lençol

freático, natureza do subsolo, qualidade da execução da rede, material da tubulação e topo de junta

utilizado. O valor entre 0,05 a 1,0 ℓ/s.km adotado deve ser justificado”.

5.10. Despejos Industriais

Para Jordão e Pessoa (1995), os esgotos industriais podem estar presentes na rede pública de coleta,

geralmente em quantidade não significativa; constituindo, juntamente com a maior parcela dos

esgotos domésticos, o chamado esgoto sanitário. Indústrias de maior porte, ou com contribuição

significativa, quer em quantidade ou qualidade, costumam ter suas próprias unidades de tratamento,

ou dispõem de pré-tratamento antes de lançarem seus efluentes na rede pública.

Sua ampla variabilidade de características qualitativas dificulta a generalização dos valores mais

comuns (VON SPERLING, 1996).

56

Ao se projetar um sistema de esgoto sanitário, é necessário o prévio conhecimento das indústrias

contribuintes, o número de indústrias, seu porte e suas características (ALEM SOBRINHO &

TSUTIYA, 1999).

Sempre que possível, o esgotamento dos efluentes industriais deve ser feito pela rede pública,

observando-se a qualidade e quantidade dos efluentes. Alem Sobrinho e Tsutiya (1999) citam que

em cada caso deverá ser estudada a natureza dos efluentes industriais para verificar se esses

resíduos podem ser lançados in natura na rede de esgotos, ou se haverá necessidade de um pré-

tratamento.

Jordão e Pessoa (1995) citam que no projeto de uma estação de tratamento de esgotos domésticos,

deve-se levar em conta a conveniência em se receber a contribuição de uma parcela das indústrias, e

quanto isto representará do ponto de vista econômico ou de inconvenientes. Os acréscimos relativos

à carga industrial devem ser ressarcidos pelas indústrias através de tarifas específicas.

Em termos do tratamento biológico dos despejos industriais, os seguintes aspectos assumem

importância para Von Sperling (1996): biodegradabilidade, tratabilidade, concentração de matéria

orgânica, disponibilidade de nutrientes, toxidez (ao tratamento biológico, ao tratamento do lodo e à

sua disposição final e os riscos à segurança e problemas na operacionalidade da rede de coleta e

interceptação).

Alem Sobrinho e Tsutiya (1999) consideram dois tipos de indústrias, no que se refere à quantidade

de despejos:

• as que lançam na rede pública quantidade pequena de resíduos e que, sob o ponto de vista

de contribuição à rede, não constituem caso especial;

• as que lançam na rede pública quantidade considerável de despejo, merecendo por parte

dos órgãos públicos um estudo especial.

Segundo Jordão e Pessoa (1995), a ABNT estabeleceu critérios para recebimento de efluentes

líquidos industriais no sistema coletor público de esgotos sanitários, apresentando limites máximos

admissíveis no lançamento de esgotos industriais, no caso de rede com sistema de tratamento.

57

Para as indústrias, normalmente os órgãos públicos limitam o valor da vazão máxima de

lançamento do efluente na rede coletora. Pela legislação em vigor, a vazão máxima não deverá ser

superior a 1,5 vez a vazão média diária. Para atender a essa exigência, às vezes, é necessário que a

indústria construa um tanque de regularização de vazão (ALEM SOBRINHO & TSUTIYA, 1999).

Quando a indústria já se encontra instalada, a estimativa de vazão de despejo industrial deve ser

realizada através de uma pesquisa junto ao estabelecimento, inclusive com previsão de vazões

futuras. Entretanto, nos casos em que há necessidade de estimar vazões de áreas destinadas às

indústrias futuras, na falta de dados, pode-se admitir valores compreendidos entre 1,15 l/s.ha a 2,30

l/s.ha, quando a perspectiva é de implantação de indústrias que utilizam água em seus processos

produtivos. Para áreas industriais, onde serão instaladas indústrias que não utilizam quantidades

significativas de água em seus processos produtivos, pode-se estimar a contribuição de esgotos em

0,35l/s.ha (ibidem).

6. CONCEITOS BÁSICOS SOBRE ANÁLISE ECONÔMICO-

FINANCEIRA

Um dos objetivos do sistema é a realização de uma análise econômica para a implantação de

sistemas de tratamento de esgoto. Sendo assim, torna-se interessante a notificação de alguns

conceitos abordados nessa área para um melhor entendimento.

6.1. Engenharia Econômica

A engenharia econômica é o estudo dos métodos e técnicas utilizados na análise econômico-

financeira de investimentos, que devem ter base científica e encontrar na matemática financeira as

suas justificativas. A necessidade de analisar investimentos propõe os problemas, a engenharia

econômica apresenta as técnicas de solução e a matemática financeira justifica tais técnicas

(VERAS, 2001).

58

6.2. A Matemática Financeira

A Matemática Financeira tem por objetivo o manuseio de fluxos de caixa visando suas

transformações em outros fluxos equivalentes que permitam as suas comparações de maneira mais

fácil e segura (PUCCINI, 1998).

Sendo assim, se um indivíduo deseja vender um equipamento por R$ 100.000,00 com uma parte à

vista e a outra financiada, com propostas variáveis. Para decidir qual a melhor, segundo Puccini

(1998), a solução será, com o auxílio da Matemática Financeira, transformar cada proposta em seu

“valor equivalente à vista” e comparar todos esses “valores à vista” assim obtidos, de uma forma

espontânea.

O mesmo autor cita que a transformação desses fluxos de caixa só pode ser feita com a fixação dos

juros, e pode-se ainda dizer que a existência da Matemática Financeira, com todas as suas fórmulas

e fatores, se prende, exclusivamente à existência dos mesmos.

6.3. Objetivo da Matemática Financeira

Kuhnen & Bauer (1996), de uma forma simplista, definem que o objetivo da matemática financeira

é dar respostas a indagações do tipo:

- Quanto se pode receber por uma aplicação de determinado valor no final de n períodos?

- Quanto será necessário depositar periodicamente para atingir uma poupança desejada?

- Quanto vale hoje um título que vence no futuro?

- Quanto se deve pagar mensalmente por um empréstimo?

Analisando-se as questões acima é possível verificar que em todos os casos encontram-se “valores

datados”, quer dizer, uma receita ou desembolso ocorrendo em uma determinada data. O conceito

59

de valores datados é encontrado em todos os casos de empréstimos, de transações comerciais a

prazo e decisões de investimentos (ibidem).

Este problema ocorre quando se precisa comparar alternativas em diferentes datas. Nos valores

datados, normalmente há vários fatores exercendo influência, podendo ser classificados segundo

Kuhnen & Bauer (1996), como:

- Juros (elemento que permite comparar elementos datados, quer dizer, transformar um valor

de uma data para outra, ou mesmo compará-los todos em uma mesma data);

- Atualização de valores (é a reposição do poder de compra de um capital, fazendo com que

este capital aplicado permaneça com seu valor no decorrer de uma aplicação financeira, ou

seja, fazer com que um capital aplicado não perca seu valor);

- Impostos incidentes (como por exemplo o IOF – Imposto sobre Operações Financeiras, ou o

IOC – Imposto sobre Operações de Crédito);

- Despesas (englobadas como juros, atualização de valores, impostos, despesas de cobrança,

bancárias, judiciais, entre outras).

6.4. Operações Financeiras

Veras (2001), explica que as operações financeiras são operações feitas com dinheiro com a

finalidade de fazê-lo evoluir ao longo do tempo. Podem classificadas como ativas ou passivas,

sendo as ativas representadas por aplicações ou investimentos que visam rendimentos, como, por

exemplo, as aplicações de dinheiro em letras de câmbio, contas bancárias de prazo fixo, cadernetas

de poupança, debêntures, ações, ou com finalidade de renda, quando se compram imóveis, ouro,

moeda estrangeira. As passivas são as que visam a captação de recursos como os empréstimos ou os

descontos de títulos.

O mesmo autor cita que para que as operações financeiras sejam executadas, são necessários

cálculos adequados a cada situação e o estudo desses cálculos é o objetivo da matemática

financeira. Antes, porém, de iniciar esse estudo é necessário que se fixem alguns conceitos básicos

iniciais.

60

6.5. Depreciação

Os bens que constituem o ativo de uma empresa estão sujeitos a constantes desvalorizações, devido,

principalmente, a três aspectos: ao desgaste, ao envelhecimento e ao avanço tecnológico. Sendo

assim, a depreciação consiste no preço da compra de um bem e seu valor de troca (valor residual),

após um determinado tempo de uso (KUHNEN E BAUER, 1996).

A depreciação pode ser real ou teórica. A primeira consiste na diferença do preço de um bem novo

e seu valor de revenda, após períodos de uso, podendo ser considerada de difícil cálculo, pois seria

necessária uma avaliação de todo o patrimônio da empresa a cada depreciação realizada e depende

exclusivamente da empresa, de como esta interpreta a desvalorização do seu patrimônio. Como é

possível se perceber, a depreciação teórica é baseada em tempo de uso e critérios de desvalorização

(ibidem).

Normalmente, as empresas adotam o método de depreciação linear para lançamento contábil. A

depreciação linear é calculada dividindo-se o total a depreciar pelo número de anos de vida útil do

bem. O método citado é o mais simples e mais utilizado nas empresas.

Mesmo utilizando este método em sua contabilidade, a empresa pode utilizar outro método para

determinar o custo de produção de seus produtos, uma vez que a depreciação é um custo para a

empresa.

6.6. Capital

Para esclarecer o que é capital, Veras (2001) aponta que qualquer quantidade de dinheiro, que esteja

disponível em certa data, para ser aplicado numa operação financeira, recebe o nome de capital,

valor atual ou valor presente. A notação que será usada para indicar o capital será VP (Valor

Presente).

61

6.7. Montante

Ao capital inicial empregado dá-se o nome de principal, e à soma do principal mais os juros dá-se o

nome de montante (VIEIRA SOBRINHO, 1981).

Assim, a juros simples apenas o principal rende juros, ao passo que a juros compostos os

rendimentos são calculados sobre os montantes, havendo, portanto uma incidência de juros sobre

juros.

Montante = Principal + Juros

6.8. Rendas

O investidor pode aplicar um capital com chance de retorno em várias parcelas, em datas diferentes.

Ou pode fazer um investimento em parcelas, aplicadas em datas diferentes, com um único retorno

final, ou com retorno também parcelado. A série de capitais disponíveis em datas diferentes

constitui o que se chama de renda. Cada capital que compõe a série tem o nome de termo da renda,

prestação ou pagamento e será indicado por PMT (VERAS, 2001).

6.9. Juros

Puccini (1998), diz que o conceito de juros pode ser (i) o dinheiro pago pelo uso de dinheiro

emprestado, ou seja, o custo do capital de terceiros colocado à nossa disposição; (ii) a remuneração

do capital empregado em atividades produtivas, ou, ainda, remuneração paga pelas instituições

financeiras sobre o capital nelas aplicado.

Os juros são, portanto, o custo do capital durante determinado período de tempo (VERAS, 2001)

62

Na definição de Puccini (1998), os juros são fixados através de uma taxa percentual que sempre se

refere a uma unidade de tempo: ano (a.a.), semestre (a.s.), trimestre (a.t.), mês (a.m.), dia (a.d.).

6.10. Taxa de Juros

Veras (2001), define que a unidade de medida de juros é chamada taxa de juros, ou simplesmente

de taxa. A taxa corresponde à remuneração paga pelo uso, durante determinado período de tempo,

de uma unidade de capital (taxa unitária) ou de cem unidades de capital (taxa centesimal ou taxa

percentual). A taxa unitária será indicada por i (interest = juros) e a taxa centesimal será indicada

por r (rate = taxa de juros).

6.11. Tipos de Juros

Conforme Puccini (1998), os juros são normalmente classificados em simples ou compostos,

dependendo do processo de cálculo utilizado.

6.11.1. Juros Simples

Na hipótese de juros simples, para Puccini (1998), os juros de cada período são calculados sempre

em função do capital inicial empregado.

Vieira Sobrinho (1981), diz que “a taxa de juros é simples (ou linear) quando o valor dos juros é

resultante da sua incidência somente sobre o capital inicial, ou seja, a taxa não incide sobre o valo

dos juros acumulados periodicamente”.

Quer dizer que o regime de juros simples consiste em somar os juros ao capital uma única vez, no

final do prazo contratado. É possível que os juros sejam calculados, ou até colocados à disposição

63

do investidor, em parcelas, no decorrer desse prazo. Nesse caso, embora os juros sejam calculados

periodicamente, em várias vezes, seu cálculo é feito sempre sobre o capital inicial e o montante será

a soma do capital inicial com as várias parcelas de juros, o que equivale a uma única capitalização

(VERAS, 2001).

Puccini (1998), explica que a juros simples o dinheiro cresce linearmente ao longo do tempo, em

progressão aritmética.

Veras (2001), ainda explica que os juros simples, pela sua facilidade de cálculo, são utilizados

comumente em negócios entre pessoas físicas. São utilizados também em operações comerciais

como argumento de venda, pois, por esse regime, por meio de artifícios de cálculo, as taxas de lucro

poderão parecer maiores e as taxas de juros menores. No mercado financeiro, só é utilizado em

aplicações de curto prazo como open market ou overnight e em descontos de títulos. Para todos os

papéis de renda, sistema financeiro de habitação, crediários, utiliza-se o regime de juros compostos.

6.11.2 . Juros Compostos

Vieira Sobrinho (1981), explica que “a taxa de juros é dita composta (ou exponencial) quando o

valor total dos juros é resultante da sua incidência sobre o capital inicial e também sobre o valor dos

juros acumulados periodicamente”.

Puccini (1998), define que nos juros compostos, os juros de cada período são calculados sempre em

função do saldo existente no início do período correspondente.

No regime de juros compostos é contratado o período de capitalização. Se o prazo total em que é

feito o investimento tiver vários desses períodos, no final de cada período os juros serão

capitalizados e o montante assim constituído passará a render juros durante o período seguinte

(VERAS, 2001).

Puccini (1998), afirma que o dinheiro cresce mais rapidamente a juros compostos do que a juros

simples, de forma exponencial ao longo do tempo, em progressão geométrica.

64

O mercado financeiro segue integralmente a lei dos juros compostos. Assim, as Letras de Câmbio,

os Certificados de Depósitos Bancários, o Sistema Financeiro de Habitação, as prestações de

crediários, os descontos de duplicatas, e outros intermináveis exemplos do mercado financeiro

seguem a lei dos juros compostos (PUCCINI, 1998).

6.12. Inflação

Os conceitos de matemática financeira podem ser indistintamente aplicados em fluxos de caixa com

valores em qualquer moeda, seja ela estável ou não. Mesmo em países com moedas fortes (dólar,

franco suíço, entre outras), existe o fenômeno da inflação, ainda que em taxas percentuais bastante

reduzidas (PUCCINI, 1998).

O autor ainda cita que existem, essencialmente, duas formas de se considerar o problema da

inflação no tratamento de fluxos de caixa. A primeira consiste, em se aumentar o valor da taxa de

juros a níveis que incluam a taxa de juros real e a taxa da inflação. Nesse caso os valores dos fluxos

de caixa devem ser expressos na moeda corrente do país (que automaticamente já incorpora a

inflação).

A segunda consiste em se trabalhar com a moeda estável ($) e com a taxa de juros real, sem incluir

a taxa de inflação (uma vez que foi assumida como nula). Ao longo do tempo essa moeda estável é

convertida na moeda corrente do país, através de um indexador que corrige o seu valor pela inflação

ocorrida em cada período.

6.13. Atualização Monetária

A atualização monetária, ou correção monetária é o reajuste dos capitais envolvidos em operações

financeiras (tanto ativas quanto passivas) com a intenção de anular, ou pelo menos atenuar, os

efeitos da inflação; e sua taxa associada é denominada taxa de atualização monetária ou taxa de

correção monetária (VERAS, 2001).

65

No Brasil, essa atualização foi criada com a finalidade de corrigir os valores do ativo imobilizado,

das depreciações e dos débitos fiscais. Sendo posteriormente adotada nas operações financeiras em

geral. Essa atualização também foi utilizada, além de corrigir valores financiados e aplicações

financeiras, nos aluguéis, serviços e taxas (ibidem).

Segundo Veras (2001), os índices utilizados para o cálculo da taxa de atualização monetária nem

sempre foram os mesmos para os vários fins, mas o mais difundido é o índice de inflação que

corresponde à variação da ORTN, da OTN, do BTN, do BTN-TR ou outros, conforme a época e o

tipo de valor que deve ser atualizado.

6.14. Fluxo de Caixa

Denomina-se fluxo de caixa (de uma empresa, de um investimento, de um indivíduo, etc) ao

conjunto das entradas e saídas de dinheiro (caixa) ao longo do tempo (PUCCINI, 1998).

Segundo Veras (2001), o fluxo de caixa é geralmente representado por um diagrama constituído por

um eixo horizontal que representa a linha do tempo (podendo ser expresso em dias, semanas,

quinzenas, meses, trimestres ou anos), tendo flechas apontadas para cima, representando as entradas

(correspondentes aos recebimentos, tendo sinais positivos) e com flechas apontadas para baixo,

representando as saídas de caixa (correspondentes aos pagamentos, tendo sinais negativos). A

unidade de tempo, para maior facilidade de cálculo, deve ser escolhida, sempre que possível, de

acordo com o período de capitalização dos juros.

A representação do fluxo de caixa ao longo do tempo pode ser feita através de quadros, ou

esquematicamente através do seguinte diagrama (PUCCINI, 1998):

66

Figura 8 - Representação do fluxo de caixa

Muitos problemas de juros e montante e, principalmente, de renda têm sua resolução facilitada

quando são representados por um diagrama de fluxo de caixa (VERAS, 2001).

6.15. Equivalência de Fluxos de Caixa

Dois ou mais fluxos de caixa são considerados equivalentes a uma determinada taxa de juros, se os

seus valores atuais, calculados com essa mesma taxa, forem iguais. O estudo dessa equivalência é

realizado utilizando os juros compostos.

Convém observar que se os fluxos de caixa tiverem o mesmo valor atual a uma determinada taxa de

juros, então os seus montantes após n períodos, obtidos com essa mesma taxa, serão

necessariamente iguais. Assim, a equivalência de fluxos de caixa não precisa obrigatoriamente ser

verificada no período zero, isto é, com cálculo de valores atuais. Ela pode ser realizada em qualquer

período n, desde que o período escolhido seja o mesmo para todos os fluxos (PUCCINI, 1998).

É importante destacar que a equivalência de fluxos de caixa depende da taxa de juros. Assim, se

dois fluxos são equivalentes a uma certa taxa, essa equivalência deixará de existir se a taxa for

alterada.

$

0 1 2 n

(+) (-)

(+) Recebimento

Tempo

$

$ $

(-) Pagamento

67

6.16. Análise de Investimentos

O conceito de análise de investimentos pode hoje ser: “um conjunto de técnicas que permitem a

comparação entre os resultados de tomada de decisões referentes a alternativas diferentes de uma

maneira científica” (KUHNEN & BAUER, 1996).

Para Veras (2001), a análise de investimentos compreende não apenas as alternativas entre dois ou

mais investimentos para escolha do melhor, mas também a análise de um único investimento com a

finalidade de julgar se é de seu interesse ou não.

Nas comparações de investimentos, segundo Kuhnen & Bauer (1996), as diferenças que marcam as

alternativas devem ser expressas tanto quanto possível em termos quantitativos. Para expressar

nesses termos as diferenças entre as alternativas em uma tomada de decisões é usada basicamente a

“ferramenta” denominada matemática financeira.

Veras (2001), assinala que, se fatores não quantificáveis terão influência no processo de tomada de

decisão, essa análise não poderá ser feita com um estudo matemático. Assim, na escolha entre dois

equipamentos, por exemplo, não teria sentido uma análise matemática que envolvesse preços,

capacidade de produção, custos operacionais, durabilidade, entre outros, se a pretensão fosse

adquirir o mais estético ou o de menor porte. Também não teria sentido analisar investimentos que

não apresentassem viabilidade de escolha por falta de recursos financeiros ou de quaisquer outras

condições.

Sendo assim, muitos autores consideram que a engenharia econômica, em boa parte, é uma

aplicação das técnicas de matemática financeira nos problemas de tomada de decisões, envolvendo

análise de investimentos, substituição de equipamentos e mesmo o estudo da depreciação

(KUHNEN & BAUER, 1996).

Finalmente acrescenta-se que na tomada de decisão a alternativa escolhida deve ser sempre a mais

econômica, após a verificação de que todas as variáveis que influem no sistema foram

convenientemente estudadas. (KUHNEN & BAUER, 1996)

68

6.17. Métodos Exatos de Análise de Investimentos

Conforme Veras (2001), existem muitos métodos para análise de investimentos, mas apenas os

chamados métodos exatos são dignos de credibilidade, pois só estes se baseiam nos princípios de

equivalência de capitais. São eles: o método do valor presente líquido, o método do valor periódico

uniforme e o método da taxa interna de retorno.

Esses três métodos são equivalentes e, se forem aplicados com propriedade, conduzirão ao mesmo

resultado. Dependendo do tipo de análise que se quer fazer, um dos métodos pode ser mais

apropriado do que os outros ou simplesmente mais cômodo por envolver menos cálculos. Algumas

observações que serão feitas e a prática indicarão como fazer essa escolha (VERAS, 2001)

6.18. Projetos Públicos

Para Souza & Clemente (2002), um investimento é um desembolso realizado objetivando a geração

de futuros benefícios num determinado período de tempo. Quando é tomada a decisão de realizar

um investimento, pretende-se que o retorno seja suficiente para cobrir a melhor alternativa já

existente para o capital, mais um adicional correspondente ao risco do negócio. É considerada a

melhor alternativa econômica a que representar uma melhor combinação entre riscos e benefícios

esperados.

Para Clemente (2002), projetos públicos e empresariais têm a característica comum de aplicar

recursos para obter resultados. Sistemas de tratamento de esgoto sanitário, mesmo quando

realizados por investidores privados, deverão ser considerados pela sociedade como projetos

públicos.

Para Clemente & Wekerlin (2002), um projeto público adequado deverá empregar os recursos

visando gerar ganhos ou benefícios efetivos para sociedade. Portanto, estão mais relacionados a

objetivos sociais ou ambientais que resultados de lucro ou rentabilidade.

69

Os projetos públicos visam elevar a qualidade de vida da população atendida, também considerando

aspectos e estudos sobre sua localização, a área atendida, o perfil dos usuários, projeções

demográficas, além de outros fatores como clima e características ambientais para definir a escala

conveniente. Isto não significa que os investimentos públicos deverão ignorar os preceitos

econômicos como a otimização e a maximização dos benefícios (ibidem).

Os benefícios diretos são aqueles que resultam da cobrança de preços (tarifas ou taxas) pelos

serviços ofertados à comunidade através do mecanismo de mercado, seja este real ou meramente

hipotético. Os benefícios indiretos são aqueles que afetam positivamente a sociedade, através de

reduções de doenças infecto-contagiosas e melhoria no nível de vida da população atendida, os

quais não são contabilizados pelo mecanismo de mercado, mas que não existiriam sem a

implementação de projetos desta natureza.” Projetos de saneamento básico (FERNANDEZ &

GARRIDO, 2002).

Clemente & Leite (2002) apontam que além dos critérios básicos de avaliação de projetos como:

método do custo anual, do valor presente e da taxa interna de retorno, os investimentos públicos

tendem a utilizar também:

- método da diferença benefício-custo;

- método de relação benefício-custo;

- técnicas de classificação;

- método de custo eficácia, dentre outros.

Enfim, os autores são enfáticos ao afirmar que a escolha entre as alternativas de investimento

público deverá basear-se na opção que gere benefícios líquidos máximos para a comunidade como

um todo.

Além dos benefícios e custos diretos, devem-se também contar os efeitos indiretos. O benefício

indireto de um projeto que expande serviços de saneamento básico pode ser orçado com base na

redução dos custos de hospitalização (internação, despesas médicas e medicamentos) que são

resultado das doenças transmitidas pela água (FERNANDEZ & GARRIDO, 2002).

70

Segundo Fernandez e Garrido (2002), há três indicadores econômicos mais utilizados para a seleção

de projetos: (i) valor presente líquido (VPL); (ii) relação benefício-custo (B/C); e (iii) taxa interna

de retorno (TIR); indicadores esses que serão aprofundados no decorrer do presente trabalho.

6.19. Valor Presente Líquido

Puccini (1998), explica que o Valor Presente Líquido (VPL) está diretamente ligado ao valor

presente do fluxo de caixa (conjunto de entradas e saídas de dinheiro, ou benefícios e custos ao

longo do tempo). O VPL de um fluxo de caixa é igual ao valor presente de suas parcelas futuras

(que são descontadas com uma determinada taxa de desconto, representada pela letra “i”), somado

algebricamente com a grandeza colocada no ponto zero, reproduzindo o verdadeiro custo de

oportunidade do capital para o investidor. Normalmente a grandeza colocada no ponto zero

corresponde ao investimento inicial e tem sinal negativo, uma vez que representa uma saída de

caixa. Sendo assim,

nn

iFC

iFC

iFC

iFCFCVPL

)1(...

)1()1()1( 33

221

0 +++

++

++

++= Equação 2 - Cálculo do VPL

Fonte: Puccini (1998).

A partir da análise da expressão para o cálculo do VPL, é possível observar que o Valor Presente

Líquido é a diferença entre o valor investido (FC0) e o valor dos benefícios esperados (CFj),

descontados para a data inicial, usando-se como taxa de desconto a Taxa de Mínima Atratividade

(TMA).

Na comparação estabelecida por Veras (2001), é citado que:

• Se o valor encontrado for zero, a taxa i de renda do investimento coincidirá exatamente com

a taxa de atratividade que foi utilizada;

71

• Se o valor encontrado for positivo, esse valor representará o quanto a renda do investimento

excede a renda esperada da taxa de atratividade, isto significa que a taxa de renda que o

investimento proporciona ultrapassa a taxa de atratividade. Nesse caso, o investimento

analisado interessa ao investidor;

• Mas se o valor encontrado for negativo, isso representará quanto falta para que a renda do

investimento atinja a renda desejada, isto é, significa que a taxa de renda que o investimento

proporciona é menor que a taxa de atratividade. Nesse caso, o investimento analisado não

interessa ao investidor.

Resumindo:

VPL = 0 → TIR = TMA

VPL > 0 → TIR > TMA

VPL < 0 → TIR < TMA

Quando vários investimentos estão sendo analisados, pode ocorrer que todos sejam interessantes ou

desinteressantes ou ainda que alguns sejam interessantes e outros não. Em qualquer dos casos, o

investimento mais interessante é o que apresenta o maior VPL (VERAS, 2001).

É claro que, se o problema é comparar custos de empréstimos, serviços ou equipamentos, a melhor

alternativa é a que apresenta o menor VPL, isto é, a de menor taxa de custo (ibidem).

6.20. Taxa Mínima de Atratividade

Segundo Veras (2001), quando apenas um investimento é analisado quanto à sua rentabilidade,

costuma-se fazer uma comparação entre a sua taxa de renda e uma taxa ideal, isto é, que o

investidor estabelece como a taxa mínima de renda para que o investimento seja considerado

atraente do ponto de vista financeiro. Essa taxa ideal se chama taxa mínima de atratividade ou

apenas taxa de atratividade do investidor. É comum adotar como taxa de atratividade a taxa de

mercado, isto é, a taxa à qual qualquer capital pode ser aplicado sem dificuldade.

72

A TMA (Taxa de Mínima Atratividade) deve representar o custo de oportunidade do capital para a

empresa. Dessa forma, a TMA é a taxa de juro que deixa de ser obtida na melhor aplicação

alternativa quando há emprego de capital próprio, ou é a menor taxa de juros que se pode obter

quando recursos de terceiros são aplicados. (Clemente, 2002)

6.21. Relação Benefício/Custo

A relação entre benefício e custo é definida pelos valores dos custos e dos benefícios descontados

para uma mesma época e, opcionalmente, calculados os valores anuais uniformes equivalentes,

estabelecendo-se, em seguida, o quociente entre o valor dos benefícios e o valor dos custos. A

relação B/C deve ser no mínimo igual a 1 para que o projeto seja considerado viável (CLEMENTE

& LEITE, 2000).

6.22. Taxa Interna de Retorno

A Taxa Interna de Retorno (TIR) é outro indicador importante utilizado para mensurar a viabilidade

de projetos de investimento. A TIR de um fluxo de caixa é a taxa de desconto que faz seu valor

presente líquido ser igual a zero (isso ocorre quando as grandezas futuras, ao serem descontadas

com uma determinada taxa, produzem um valor presente para o fluxo de caixa que é igual ao

investimento inicial colocado no ponto zero da escala de tempo) (PUCCINI, 1998).

A TIR é obtida da seguinte fórmula quando VPL = 0, isto é:

0)1(

...)1()1()1( 33

221

0 =+

+++

++

++

+ nn

iFC

iFC

iFC

iFCFC Equação 3 - Cálculo da TIR

Fonte: Puccini (1998).

73

Onde:

i é a Taxa Interna de Retorno (TIR);

FC corresponde aos Fluxos de.Caixa de cada período.

A TIR ainda pode ser calculada da seguinte forma:

PMTPVinFAP =)/( Equação 4 - Forma simplificada do cálculo da TIR

Na qual, o n representa o tempo, o número de períodos, ou a quantidade de prestações. Devendo

estar sempre compatível com a periodicidade da taxa de juros (i). No caso de juros compostos a

equivalência poderá ser efetuada no número de períodos ou na taxa de juros, enquanto quem em

anuidades é indispensável utilizarmos a equivalência da taxa de juros.

O i é a taxa de juros, que quando utilizada em fórmulas deve ser expressa na forma unitária, mas em

perguntas, respostas ou nas calculadoras financeiras deve ser utilizada na forma percentual. Se for

desejado transformar uma taxa percentual em taxa unitária, a mesma é dividida por 100. Para

transformar uma taxa unitária em taxa percentual, é preciso apenas multiplicá-la por 100.

O PV pode ter algum dos sinônimos seguintes: valor presente, valor atual, valor de aquisição, valor

na data zero, valor do empréstimo, valor financiado, valor do resgate antecipado, entre outros.

O PMT é o valor de cada parcela, cada prestação, cada depósito. Normalmente só utilizado quando

se trata de anuidade, onde há pagamentos ou recebimentos em várias parcelas, podendo ser visto

como [receita anual – despesa anual].

74

“O VPL e a TIR são os dois indicadores mais utilizados na avaliação social de projetos. A grande

vantagem da TIR reside no fato de que ela é obtida exclusivamente baseada nos dados do projeto.

Ademais, o cálculo da TIR não requer o conhecimento da taxa social de desconto (custo de

oportunidade do capital para a sociedade), a qual é de difícil estimativa, além de ser informação

indispensável ao serem usados critérios do valor presente líquido e da relação benefício-custo.”

(FERNANDEZ & GARRIDO, 2002).

No fluxo de caixa estão apresentadas todas receitas e despesas relacionadas ao empreendimento,

isto é, todas as entradas e saídas de dinheiro ao longo de um determinado período. A TIR representa

a taxa que anula o fluxo de caixa, isto é, o valor do investimento é menor que a soma das parcelas.

(CARVALHO, 2002).

Se vários investimentos são comparados, o mais viável é o que tem a maior Taxa Interna de

Retorno. Se os empréstimos estiverem sendo analisados, o melhor é o que oferece a menor Taxa

Interna de Retorno (VERAS, 2001).

Para fluxos de caixa convencionais, um projeto é considerado viável se a sua Taxa Interna de

Retorno for mais do que a Taxa de Mínima Atratividade (CLEMENTE & LEITE, 2000).

Os autores expõem que sob o ponto de vista social, “o limiar da viabilidade econômica seria VPL

igual a zero, relação B/C igual a unidade, TIR igual a taxa social de desconto e pagamento

retroativo igual ao próprio horizonte do projeto.” (ibidem)

Quanto aos custos, eles poderão ser desagregados nos seguintes grandes grupos: custos do

investimento e custos de operação e manutenção.

75

III. DESENVOLVIMENTO

1. INTRODUÇÃO

O desenvolvimento deste trabalho englobou as seguintes etapas: estabelecimento do problema;

aquisição, modelagem e representação do conhecimento; implementação do banco de dados;

implementação do sistema especialista e a implementação do sistema propriamente dito. A seguir

cada uma destas etapas será descrita.

1.1. Estabelecimento do Problema

Atualmente o processo de cálculo de custos e análise de viabilidade econômica é feito manualmente

e especificamente para um município. Os dados são coletados por um especialista que analisa e

indica um sistema de tratamento de esgoto a ser implantado.

Todavia, esta análise e justificativa requerem certo tempo do especialista, sendo ainda suscetível a

falhas que podem ocorrer no processo de análise.

O processo de decisão baseia-se na análise de três grupos de variáveis: dados econômicos, técnicos

e sócio-ambientais. Tendo sido dada maior importância ao primeiro grupo, já que é um processo

baseado na análise da viabilidade econômica.

1.2. Aquisição, Modelagem e Representação do Conhecimento

A aquisição do conhecimento foi feita nas seguintes etapas: (i) levantamento bibliográfico para o

problema em questão; (ii) reuniões com os especialistas; (iii) consultas por correio eletrônico.

76

No levantamento bibliográfico, através de consultas na Internet, verificou-se a utilização de

planilhas do Excel para o auxílio no levantamento de custos para um determinado tipo de sistema de

tratamento de esgoto, sem realizar qualquer tipo de comparação.

Também foi encontrado um software do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento

(SNIS), do Programa de Modernização do Setor de Saneamento (PMSS),– intitulado Coleta de

dados 2001, que permite o cadastramento dos dados de uma empresa de tratamento de água e

esgoto, podendo atingir vários municípios, no qual e apenas possível incluir dados e as análises são

feitas numa central remota ao computador do usuário em questão. Este software serviu de base para

levantamento das variáveis a serem utilizadas no sistema. As Figuras 9, 10, 11, 12, 13 e 14 ilustram

a dinâmica de funcionamento do sistema de coleta.

Figura 9 - Tela de abertura do programa Coleta de Dados 2001

77

Na Figura 9 é possível optar pelo preenchimento dos formulários, uma das partes essenciais do

sistema, sendo também possível reiniciar o preenchimento, visualizar o relatório de avisos e erros,

gravar um arquivo de resposta, ou mesmo sair do sistema.

Figura 10 - Preenchimento dos formulários

Ao clicar no botão “Preencher formulários” o usuário é levado a uma tela (Figura 10) que permite a

inclusão de dados agregados descritivos, gerais, financeiros, sobre água, esgoto e ainda dados

referentes aos municípios atendidos pela companhia de abastecimento (de água ou esgoto).

78

Figura 11 - Tela para inserção dos dados de esgoto

A tela apresentada na Figura 11 permite realizar a inclusão dos dados referentes à coleta e

tratamento do esgoto produzido por um determinado município, atendido por uma estação de

tratamento de esgoto.

79

Figura 12 - Tela de cadastro dos dados referentes à água

Os cadastros dos dados referentes ao abastecimento de água de um município por uma companhia

de abastecimento podem ser inseridos pela tela representada na Figura 12.

80

Figura 13 - Tela com o relatório de avisos e erros

A Figura 13 apresenta a tela do relatório de erros, na qual é permitido ao usuário ter acesso aos

dados inconsistentes, ou mesmo equivocados no sistema.

Os dados podem ser inseridos nesse sistema e posteriormente podem ser enviados ao Programa de

Modernização do Setor de Saneamento (PMSS), que fica encarregado de fazer os cálculos e

projeções necessários para a tomada de decisão, não ficando a cargo do usuário esse tipo de

inferência.

Sendo assim, constatou-se a inexistência de um software que fizesse a análise de viabilidade

econômica direcionada a mais de um aspecto além do econômico, que justifica a idéia de

implementar um sistema com base em Inteligência Artificial para a comparação de mais de uma

possibilidade dos dados técnicos e sócio-ambientais.

81

As reuniões foram realizadas com duas especialistas nos temas abordados (uma de Engenharia

Ambiental e a outra de Engenharia Econômica), sempre que possível, ora com maior, ora com

menor freqüência, que serviram para o esclarecimento de vários tópicos e especificação das

principais variáveis a serem utilizadas pelo sistema.

As consultas por correio eletrônico foram mais freqüentes e serviram para esclarecimentos de

dúvidas mais simples, porém importantes para o andamento do trabalho.

A partir do conhecimento adquirido tanto nas bibliografias consultadas quanto nas reuniões

realizadas, as árvores de decisão foram construídas para a criação das regras constantes na Base de

Conhecimento do sistema.

Para que o módulo operasse corretamente, foi necessário representar o conhecimento adquirido nos

padrões computacionais, representando-o de forma condizente com o problema em questão.

As variáveis utilizadas no sistema como um todo, foram divididas nas seguintes categorias:

Município; Água; Esgoto; Climáticos e Geográficos; Financeiros; TipoÍndice; Índice; Sistema; Itens

de Implantação; Itens de Operação; Itens de Manutenção; Freqüência; Itens; Unidade; Grupo;

Aspectos Técnicos; Aspectos Sócio-Ambientais.

Das 115 variáveis que compõem o banco de dados, 10 foram selecionadas para o sistema

especialista.

Algumas das variáveis inseridas nas categorias citadas apresentaram certa imprecisão e a utilização

de intervalos para estas variáveis não representaria a realidade. Estas variáveis representam valores

como, por exemplo: menor que 500; entre 500 e 2000 e maior que 2000. Se, por exemplo, os

intervalos fossem considerados de forma estática, isso significaria que, se a necessidade de área

resultasse em 501, este seria considerado médio e se a área fosse 500, seria considerado pequeno, o

que resultaria em dois valores muito próximos, mas com resultados bastante discrepantes.

Sendo assim, optou-se por modelar estas variáveis no sistema utilizando-se lógica difusa. Para cada

variável foram estabelecidas 3 variáveis lingüísticas: “PEQUENO”, “MÉDIO” e “GRANDE”.

82

A seguir, têm-se as funções de pertinência utilizadas em cada caso, que podem ser conferidas nas

Tabelas 1, 2 e 3.

Tabela 1 - Função de pertinência para a variável Necessidade de Área

Variável Funções de Pertinência

Pequeno

0 x se ,1500

200x- )( =+

=xµ

µ(x) = 1, se x = 500

500 x 0 se ,5x1 )( <<=xµ

Médio

500 x se ,1500

005x )( =−

=xµ

µ(x) = 1, se x = 2000

2000 x 500 se ,2000

4000x- )( <<+

=xµ

Grande µ(x) = 1, se x = 2000

Tabela 2 - Função de pertinência para a variável Custo da Área

Variável Funções de Pertinência

Pequeno

0 x se ,100

x )( ==xµ

µ(x) = 1, se x = 100

100 x 0 se ,200

300-x )( <<=xµ

Médio

100 x se ,200

001x )( =−

=xµ

µ(x) = 1, se x = 300

300 x 100 se ,2000

40x )( <<+

=xµ

Grande µ(x) = 1, se x = 300

Tabela 3 - Função de pertinência para a variável Impacto Ambiental

Variável Funções de Pertinência

Pequeno

0 x se ,3x )( ==xµ

µ(x) = 1, se x = 3

3 x 0 se ,2

5x- )( <<+

=xµ

Médio 3 x se ,

23x )( =

−=xµ

µ(x) = 1, se x = 5

83

5 x 3 se ,3

8x- )( <<+

=xµ

Grande µ(x) = 1, se x = 5

Os gráficos que ilustram os comportamentos das funções de pertinência descritas anteriormente são

representados pelas Figuras 14, 15 e 16.

Figura 14 - Função de pertinência para a variável Necessidade de Área

Figura 15 - Função de pertinência para a variável custo da área

Figura 16 - Função de pertinência para a variável Impacto Ambiental

2 0 0 0 5 0 0 0

1

Gra

u de

per

tinên

cia

P e q u e n o M éd io G ra n d e

5 3 0

1

Gra

u de

per

tinên

cia

Pequeno Médio Grande

3000 100 0

1

Gra

u de

per

tinên

cia

Pequeno Médio Grande

84

As variáveis que compõem o sistema especialista foram divididas em dois grandes grupos: Técnico

e Sócio-Ambiental. A seguir tem-se a composição destes dois grupos, bem como a descrição dos

valores de cada uma destas variáveis.

Aspectos técnicos:

Necessidade de área: Quantidade de espaço necessário para a construção da estação de

tratamento e das lagoas de estabilização.

Disponibilidade de área: Indica a disponibilidade de terra para a instalação do sistema de

tratamento de esgoto. Em municípios largamente ocupados há o problema da escassez de

área disponível para a implantação de tais sistemas, sendo, muitas vezes, necessária a

desapropriação de famílias para a ocupação da estação de tratamento.

Custo da área: Representa o custo do terreno onde será instalada a estação de tratamento de

esgoto. Caso seja uma cidade bastante urbanizada, a tendência é que esse custo seja mais

elevado que em cidades com menor índice de urbanização.

Complexidade operacional: Mostra a diferença entre alternativas utilizando sistemas com

pouca ou nenhuma necessidade de operação, e sistemas que exigem monitoramento

constante, como sistemas com rede coletora e tratamento através de processos com aeração

mecanizada.

Flexibilidade: Indica a capacidade de algumas alternativas de admitirem a expansão de

áreas atendidas, devendo ser privilegiados os sistemas que permitam expansões sem grandes

custos adicionais.

Aspectos sócio-ambientais:

Aceitabilidade do sistema: Representa-se aqui a rejeição da população a sistemas que

possam vir a comprometer sua qualidade de vida ou mesmo o aspecto estético de sua

vizinhança.

85

Disposição a pagar: Considera a disposição da comunidade ao custeio da instalação e/ou

operação do sistema proposto em cada alternativa, consistindo em um aspecto econômico

visto pelo referencial da comunidade, e não pelos órgãos oficiais

Risco de extravasamento: Representa a possibilidade de ocorrer, por exemplo, uma chuva

forte e, ao alagamento, o local de tratamento do esgoto sofrer uma transborda do material.

Impactos nos recursos hídricos: Através desse critério, buscam-se as diferenças entre

alternativas no que diz respeito à qualidade da água resultante nos corpos d´água.

Geração de novos negócios: Reflete o grau que um sistema de tratamento pode gerar em

relação à arrecadação da cidade, seja com a geração de novos empregos para a implantação

e manutenção do sistema de tratamento, seja com a valorização de uma cidade por ter um

sistema que trate seus efluentes.

Os dados técnicos e sócio-ambientais foram modelados em regras de produção, geradas com base

nas árvores de decisão, que estão nas Figuras 17, 18, 19 e 20. As 243 regras de cada grupo de

aspectos foram apresentadas para a especialista, que fez a triagem de quais regras eram improváveis

de acontecer e quais seriam as possíveis de serem implementadas, quais gerariam uma solução real,

e seus respectivos resultados foram relacionados. Dessa forma, o conjunto de 486 regras iniciais

resultou em 195 regras, sendo 144 referentes aos aspectos técnicos e 51 dos sócio-ambientais. Foi

criada a inferência do sistema usando o mecanismo de forward chaining.

O sistema especialista compõe um módulo à parte do banco de dados. Quando o usuário preenche

os dados sobre um município, ele solicita ao sistema a análise dos dados. Assim, o sistema

especialista busca no banco de dados os valores das variáveis que lhe interessam e depois aplica seu

mecanismo de inferência sobre as variáveis, em relação às regras armazenadas na base de

conhecimento.

86

Figura 17 - Parte I da árvore de decisão da análise de aspectos técnicos

Figura 18 - Parte II da árvore de decisão da análise de aspectos técnicos

PequenaGrande

GrandePequena Média GrandePequena MédiaGrandePequena

Média

Média

40Geração de

Novos Negócios

54

Disposição a Pagar

135

Aceitabilidade

148Geração de

Novos Negócios

161Geração de

Novos Negócios

174Geração de

Novos Negócios

175

Disposição a Pagar

188Geração de

Novos Negócios

201Geração de

Novos Negócios

214Geração de

Novos Negócios

215

Disposição a Pagar

228Geração de

Novos Negócios

241Geração de

Novos Negócios

1 1 1 1 1 1 1 1 1

GrandePequena

Média

PequenoGrande

GrandePequenoGrandePequenoGrandePequeno

PequenoGrandeMédio

GrandeMédio

PequenoGrandeMédio

PequenoGrandeMédio

Pequeno

PequenoGrandeMédio

GrandeMédio

PequenoGrandeMédio

PequenoGrandeMédio

Pequeno

DSA

544Geração de

Novos Negócios

545Impacto

Recursos Hídricos

DSA DSA DSA

546Geração de

Novos Negócios

DSA DSA DSA

547Geração de

Novos Negócios

DSA DSADSA

548Geração de

Novos Negócios

549Impacto

Recursos Hídricos

DSA DSA DSA

550Geração de

Novos Negócios

DSA DSA DSA

551Geração de

Novos Negócios

DSA DSADSA

552

Novos

553Impactos Recursos

DSA DSA DSA

554

Novos

DSA DSA DSA

555

Novos

DSA DSA

1

556Risco de

Extravasamento

87

Figura 19 - Parte I da árvore de decisão da análise de aspectos sócio-ambientais

Figura 20 - Parte II da árvore de decisão da análise de aspectos sócio-ambientais

PequenaGrande

GrandePequena GrandePequenaGrandePequena

40

Custo da área

54

Disponibilidad

135

Necessidade

148

Custo da área

161

Custo da área

174

Custo da área

175

Disponibilidad

188

Custo da área

201

Custo da área

214

Custo da área

215

Disponibilidad

228

Custo da área

241

Custo da área

1 1 1 1 1 1 1 1 1

GrandePequena

Média

PequenoGrande

GrandeMédio

PequenoGrandePequenoGrandePequeno

PequenoGrandeMédio

GrandeMédio

PequenoGrandeMédio

PequenoGrandeMédio

Pequeno

PequenoGrandeMédio

GrandeMédio

PequenoGrandeMédio

PequenoGrandeMédio

Pequeno

DTE

544

Flexibilidade

545

Complexidade

DTE DTE DTE

546

Flexibilidade

DTE DTE DTE

547

Flexibilidade

DTE DTEDTE

548

Flexibilidade

549

Complexidade

DTE DTE DTE

550

Flexibilidade

DTE DTE DTE

551

Flexibilidade

DTE DTEDTE

552

Flexibilidade

553

Complexidade

DTE DTE DTE

554

Flexibilidade

DTE DTE DTE

555

Flexibilidade

DTE DTE

1

556

Custo da área

88

O conjunto de aspectos técnicos e o dos sócio-ambientais apresentam, cada um, um diagnóstico

independente, conforme as regras do sistema especialista.

O funcionamento do sistema especialista segue os seguintes passos:

O usuário cadastra os dados econômicos, os dados técnicos e os dados sócio-ambientais para cada

categoria de esgoto: convencional, condominial e individual, uma vez que cada uma apresenta suas

peculiaridades.

O usuário solicita ao sistema a análise dos dados e este cruza os dados econômicos, técnicos e

sócio-ambientais cadastrados com as regras armazenadas na base de conhecimento.

O sistema fornece um diagnóstico para os dados técnicos e os dados sócio-ambientais. Abaixo são

apresentadas algumas das regras que compõem a Base de Conhecimento.

Dados técnicos:

Se Necessidade de área = PEQUENA e Disponibilidade de área = PEQUENA e Custo da área = PEQUENO e Complexidade = PEQUENA e Flexibilidade = GRANDE Então Resultado = ÓTIMO Se Necessidade de área = PEQUENA e Disponibilidade de área = PEQUENA e Custo da área = PEQUENO e Complexidade = MÉDIA e Flexibilidade = PEQUENA Então Resultado = BOM Se Necessidade de área = PEQUENA e Disponibilidade de área = PEQUENA e Custo da área = PEQUENO e Complexidade = GRANDE e Flexibilidade = PEQUENA

Então Resultado = RUIM

Dados sócio-ambientais:

Se Aceitabilidade = MÉDIA e Disposição a pagar = MÉDIA e Geração de novos negócios = GRANDE e Impactos nos recursos hídricos = PEQUENA e Risco de extravasamento = PEQUENA Então Resultado = ÓTIMO Se Aceitabilidade = MÉDIA e Disposição a pagar = MÉDIA e Geração de novos negócios = GRANDE e Impactos nos recursos hídricos = PEQUENA e Risco de extravasamento = MÉDIA ou GRANDE Então Resultado = BOM

89

Se Aceitabilidade = MÉDIA e Disposição a pagar = MÉDIA e Geração de novos negócios = GRANDE e Impactos nos recursos hídricos = MÉDIA e Risco de extravasamento = GRANDE

Então Resultado = RUIM

O sistema mapeia os resultados obtidos utilizando uma escala de [1] para RUIM; [5] para BOM e

[10] para ÓTIMO.

Após esta escala, o sistema multiplica o valor mapeado para os dados técnicos por 0,1 e para os

dados sócio-ambientais, multiplica por 0,2.

O sistema faz uma classificação a partir do menor custo aliado à soma dos dados técnicos com os

sócio-ambientais. O tipo de esgoto que obtiver a primeira colocação no ranking é considerado como

melhor.

Após essa etapa, é realizada uma união desses dois diagnósticos e a partir desse novo valor é feita a

comparação com os valores (custos) gerados pela análise econômica, cujo resultado é obtido a

partir, principalmente da fórmula do VPL, da matemática financeira. A combinação desses três

aspectos é responsável pela geração do resultado final do sistema.

Baseado nos dados técnicos e sócio-ambientais informados sobre um município, o sistema

especialista é capaz de realizar a inferência sobre uma nova árvore de decisão, com o objetivo de

gerar um resultado qualificando essa união. Após essa etapa, uma operação de E lógico é realizada

sobre os aspectos econômicos e o resultado da união dos demais aspectos.

O custo dos três sistemas é calculado com base nos dados econômicos cadastrados no sistema. Para

esse cálculo é necessário utilizar-se principalmente do fluxo de caixa (entradas e saídas de dinheiro

de um município). Após a conclusão dos cálculos e das análises prévias, são aplicados os pesos para

cada um dos aspectos e a análise final é feita verificando-se a combinação do menor custo com a

melhor qualificação dos dados técnicos e sócio-ambientais.

90

Quando o usuário seleciona a opção de projeção na tela inicial do sistema são executados todos os

processos citados anteriormente. Nesta tela os dados são classificados da melhor para a pior opção a

partir do cruzamento dos aspectos econômicos, técnicos e sócio-ambientais, permitindo, dessa

forma, que o gestor possa analisar as opções e assim ser auxiliado na sua decisão.

2. IMPLEMENTAÇÃO DO BANCO DE DADOS

A segunda parte do sistema foi dedicada ao banco de dados. Para modelar o banco, foi utilizado o

Modelo Entidade-Relacionamento (MER), dividido em modelo lógico (conceitual) e modelo físico,

conforme mostram as Figuras 22 e 23, respectivamente.

A entidade “Município” é ligada aos dados “Financeiros”, “Sócio-Ambientais”, “Técnicos”, de

“Água”, de “Esgoto”, do “Estado” e do “Sistema”, permitindo o cadastro de dados referentes a

todas estas entidades, de forma que seja possível interagir com o Banco

inserindo/alterando/excluindo dados e fundamentalmente consultando-os para permitir a realização

do cruzamento das informações nele contidas, possibilitando a obtenção dos resultados esperados

para a tomada de decisão.

91

Relation_2028

Relation_2013

GruIndGruIte

IteUni

EsgMunAguMun

IndTip

CliMun

IndSis

FinInd

FinMun

OpeSisIteOpe

ManSisIteMan

IteImp ImpSis

CidSis

EstCid

ÁguaAnoALigEcoAVolProduzidoAVolServiçoAATratImpABrutaExpATratExpATratETAsATratDesVolMacroAVolMicroAVolConsVolFaturadoAMicroResidLigTotaisALigAtivasALigMicroEcoAtivasEcoMicroEcoResidAtivasTarifaAEcoResidMicro

EsgotoAnoEExtRedeColLigEcoEVolTratadoVolColetadoVolFaturadoELigTotaisELigAtivasEEcoAtivasETarifaEEcoResidE

FinanceiroAnoFRecaDirARecaDirERecaDirAETRecTotalTotalRecTotalArrecCredContRecebDespAIBTDespFiscDEXDespesaDEXDespJurEncDespDAPDespCapitDespDTSDespAmortDividaTotalDespInvAbastAInvESInvOInvRecPropInvRecOneInvRecNOneTotalInv

MunicipioCodMunicipioNmMunicipioPopTotalPopAtendidaExtRedeRPC

EstadoCodEstadoNomeEstado

SistemaCodSistemaNomeSistema

ItensCodItemDataItemDescItemCustoItem

QtImpl

Itens de ManutençãoQtManFrequencia

Itens de OperaçãoQtOp

IndiceCodIndiceDataIndiceValorCotacao

Clima_e_GeoAnoCGTempAltaTempBaixaTempMedChuvasSolAnoURALatiLongiClimaNivelMarRelevoCVSoloBH

TipoIndiceCodTipoIndiceDescIndice

UnidadeCodUnidadeDescUnidade

GrupoCodGrupoDescGrupoIndiceGrupo

Socio AmbientalAceitSistDispPagarRiscoExtravImpactoRecHid

Apectos TecnicosNecesAreaDispAreaCustoAreaComplexOperFlexibilidade

Figura 21 - Modelo Lógico do banco de dados

92

CODMUNICIPIO = CODMUNICIPIO

CODMUNICIPIO = CODMUNICIPIO

COD_INDICE = COD_INDICE

CODGRUPO = CODGRUPO

CODUNIDADE = CODUNIDADE

CODMUNICIPIO = CODMUNICIPIO

CODMUNICIPIO = CODMUNICIPIO

COD_TIPOINDICE = COD_TIPOINDICE

CODMUNICIPIO = CODMUNICIPIO

COD_INDICE = COD_INDICE

ANOF = ANOF

COD_INDICE = COD_INDICE

CODMUNICIPIO = CODMUNICIPIO

CODSISTEMA = CODSISTEMA

CODITEM = CODITEM

CODSISTEMA = CODSISTEMA

CODITEM = CODITEM

CODITEM = CODITEMCODSISTEMA = CODSISTEMA

CODMUNICIPIO = CODMUNICIPIO

CODSISTEMA = CODSISTEMA

CODESTADO = CODESTADO

AGUAANOA NUMBER(4)CODMUNICIPIO NUMBER(4)LIGECOA INTEGERVOLPRODUZIDOA FLOATVOLSERVICOA FLOATATRATIMP FLOATABRUTAEXP FLOATATRATEXP FLOATATRATETAS FLOATATRATDES FLOATVOLMACROA FLOATVOLMICROA FLOATVOLCONS FLOATVOLFATURADOA FLOATMICRORESID FLOATLIGTOTAISA INTEGERLIGATIVASA INTEGERLIGMICRO INTEGERECOATIVAS INTEGERECOMICRO INTEGERECORESIDATIVAS INTEGERTARIFAA NUMBER(8,2)ECORESIDMICRO INTEGER

ESGOTOANOE NUMBER(4)CODMUNICIPIO NUMBER(4)EXTREDECOL INTEGERLIGECOE INTEGERVOLTRATADO FLOATVOLCOLETADO FLOATVOLFATURADOE FLOATLIGTOTAISE INTEGERLIGATIVASE INTEGERECOATIVASE INTEGERTARIFAE NUMBER(8,2)ECORESIDE INTEGER FINANCEIRO

ANOF NUMBER(4)CODMUNICIPIO NUMBER(4)RECADIRA NUMBER(8,2)RECADIRE NUMBER(8,2)RECADIRAET NUMBER(8,2)RECTOTAL NUMBER(8,2)TOTALREC NUMBER(8,2)TOTALARREC NUMBER(8,2)CREDCONTRECEB NUMBER(8,2)DESPAIBT NUMBER(8,2)DESPFISCDEX NUMBER(8,2)DESPESADEX NUMBER(8,2)DESPJURENC NUMBER(8,2)DESPDAP NUMBER(8,2)DESPCAPIT NUMBER(8,2)DESPDTS NUMBER(8,2)DESPAMORTDIVIDA NUMBER(8,2)TOTALDESP NUMBER(8,2)INVABASTA NUMBER(8,2)INVES NUMBER(8,2)INVO NUMBER(8,2)INVRECPROP NUMBER(8,2)INVRECONE NUMBER(8,2)INVRECNONE NUMBER(8,2)TOTALINV NUMBER(8,2)

MUNICIPIOCODMUNICIPIO NUMBER(4)CODESTADO NUMBER(4)NMMUNICIPIO LONGPOPTOTAL INTEGERPOPATENDIDA INTEGEREXTREDE INTEGERRPC FLOAT

ESTADOCODESTADO NUMBER(4)NOMEESTADO LONG

SISTEMACODSISTEMA NUMBER(4)COD_INDICE NUMBER(4)NOMESISTEMA LONG

ITENSCODITEM NUMBER(4)CODUNIDADE NUMBER(4)CODGRUPO NUMBER(4)DATAITEM DATEDESCITEM VARCHAR2(30)CUSTOITEM NUMBER(8,2)

ITENS_DE_IMPLANTACAOCODITEM NUMBER(4)CODSISTEMA NUMBER(4)QTIMPL NUMBER(10,3)

ITENS_DE_MANUTENCAOCODITEM NUMBER(4)CODSISTEMA NUMBER(4)QTMAN NUMBER(10,3)FREQUENCIA INTEGER

ITENS_DE_OPERACAOCODITEM NUMBER(4)CODSISTEMA NUMBER(4)QTOP NUMBER(10,3)

INDICECOD_INDICE NUMBER(4)COD_TIPOINDICE NUMBER(4)DATAINDICE DATEVALORCOTACAO NUMBER(8,2)

CLIMA_E_GEOANOCG NUMBER(4)CODMUNICIPIO NUMBER(4)TEMPALTA INTEGERTEMPBAIXA INTEGERTEMPMED INTEGERCHUVAS FLOATSOLANO FLOATURA FLOATLATI CHAR(6)LONGI CHAR(6)CLIMA CHAR(10)NIVELMAR FLOATRELEVO CHAR(15)CV CHAR(15)SOLO CHAR(15)BH CHAR(20)

TIPOINDICECOD_TIPOINDICE NUMBER(4)DESCINDICE CHAR(30)

UNIDADECODUNIDADE NUMBER(4)DESCUNIDADE VARCHAR2(20)

GRUPOCODGRUPO NUMBER(4)COD_INDICE NUMBER(4)DESCGRUPO LONGINDICEGRUPO LONG

SOCIO_AMBIENTALCODMUNICIPIO NUMBER(4)ACEITABILIDADE CHAR(8)DISPPAGAR CHAR(8)RISCOEXTRAV CHAR(8)IMPACTORECHID CHAR(8)

APECTOS_TECNICOSCODMUNICIPIO NUMBER(4)NECESAREA CHAR(8)DISPAREA CHAR(8)CUSTOAREA CHAR(8)COMPLEXOPER CHAR(8)FLEXIBILIDADE CHAR(8)

CIDSISCODSISTEMA NUMBER(4)CODMUNICIPIO NUMBER(4) FININD

COD_INDICE NUMBER(4)ANOF NUMBER(4)

Figura 22 - Modelo Físico do banco de dados

93

O banco de dados utilizado foi o Oracle por ser um banco estável e robusto. A partir da modelagem

no Power Designer, no módulo Data Architect, foi gerado o script e embora alguns erros tenham

sido constatados nesse script, com alguns ajustes foi possível utilizar-se de grande parte do mesmo.

2.1 Dicionário de Dados

O Dicionário de Dados é composto pela descrição das tabelas de dados utilizadas no banco de dados

do sistema (Tabela 4), bem como de seus atributos (Tabelas 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,

17, 18 e 19).

A seguir, uma descrição das tabelas utilizadas no sistema:

Tabela 4 - Descrição das Tabelas de Dados utilizadas no Sistema

NOME DA

TABELA

DESCRIÇÃO

Água Tabela referente aos dados de abastecimento de água de um município.

Aspectos Técnicos Tabela referente aos aspectos técnicos de um determinado sistema de

tratamento de esgoto.

Clima_e_Geo Tabela referente aos dados climáticos e geográficos de um município.

Esgoto Tabela referente aos dados de tratamento de esgoto de um município.

Estado Armazena os dados dos estados

Financeiro Tabela referente aos dados financeiros de um município.

Grupo Armazena os dados dos grupos de itens

Índice Tabela que contém o índice de correção da moeda

Itens Agrupamento das tabelas dos itens de implantação, manutenção e operação

Itens de Implantação Tabela com os itens considerados de implantação para um sistema de

tratamento de esgoto

Itens de Manutenção Tabela com os itens considerados de manutenção para um sistema de

tratamento de esgoto

94

Itens de Operação ‘Tabela com os itens considerados de operação para um sistema de

tratamento de esgoto

Município Tabela referente aos dados de um município.

Sistema Tabela referente aos dados dos sistemas de tratamento de esgoto

convencional, condominial e individual.

Sócio-Ambiental Tabela referente aos aspectos sócio-ambientais de um determinado sistema

de tratamento de esgoto sobre um município.

TipoIndice Tipo do índice de correção

Unidade Unidade de medida dos itens

* Os itens grifados não estão sendo utilizados para o sistema especialista nesta etapa do projeto.

Porém, esses itens foram mantidos para a fase de prosseguimento do projeto.

A seguir, a descrição dos atributos da tabela:

Tabela 5 - Dicionário de dados da tabela água

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

AnoA NUMBER(4) Chave primária - Ano de levantamento dos dados da água

CodMunicipio NUMBER(4) Chave estrangeira - Código do município

LigEcoA INTEGER Ligações e Economias de água

VolProduzidoA FLOAT Volume de água produzido

VolServiçoA FLOAT Volume de serviço

ATratImp FLOAT Água tratada importada

ABrutaExp FLOAT Água bruta exportada

ATratExp FLOAT Água tratada exportada

ATratETAs FLOAT Água tratada em estações de tratamento de água

ATratDes FLOAT Água tratada por simples desinfecção

VolMacroA FLOAT Volume macromedido

95

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

VolMicroA FLOAT Volume micromedido

VolCons FLOAT Volume consumido

VolFaturadoA FLOAT Volume faturado

MicroResid FLOAT Número de residências com micrômetro

LigTotaisA INTEGER Ligações totais de água

LigAtivasA INTEGER Ligações ativas

LigMicro INTEGER Ligações micromedidas

EcoAtivas INTEGER Economias ativas

EcoMicro INTEGER Economias micromedidas

EcoResidAtivas INTEGER Economias residenciais ativas

TarifaA NUMBER(8,2) Tarifa de água

EcoResidMicro INTEGER Economias residenciais micromedidas

Tabela 6 - Dicionário de dados da tabela de aspectos técnicos

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodMunicipio NUMBER(4) Chave estrangeira – código do município

NecesArea CHAR(8) Necessidade de área

DispArea CHAR(8) Disponibilidade de área

CustoArea CHAR(8) Custo da área

ComplexOper CHAR(8) Complexidade Operacional

Flexibilidade CHAR(8) Flexibilidade

Tabela 7 - Dicionário de dados da tabela climáticos e geográficos

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

AnoCG NUMBER(4) Chave primária - Ano de levantamento dos dados climáticos e

geográficos

CodMunicipio NUMBER(4) Chave estrangeira - Código do município

TempAlta INTEGER Temperatura mais alta do ano

96

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

TempBaixa INTEGER Temperatura mais baixa do ano

TempMed INTEGER Temperatura média do ano

Chuvas FLOAT Quantidade de chuvas por ano

SolAno FLOAT Quantidade de sol por ano

URA FLOAT Umidade relativa do ar

Lati CHAR(6) Latitude

Longi CHAR(6) Longitude

Clima CHAR(10) Tipo de clima da região

NivelMar FLOAT Nível do mar

Relevo CHAR(15) Relevo do município

Solo CHAR(15) Tipo de solo

BH CHAR(20) Bacia hidrográfica

Tabela 8 - Dicionário de dados da tabela esgoto

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

AnoE NUMBER(4) Chave primária - Ano de levantamento dos dados de esgoto

CodMunicipio NUMBER(4) Chave estrangeira - Código do município

ExtRedeCol INTEGER Extensão da rede coletora

LigEcoE INTEGER Ligações e economias de esgoto

VolTratado FLOAT Volume tratado

VolColetado FLOAT Volume coletado

VolFaturadoE FLOAT Volume faturado

LigTotaisE INTEGER Ligações totais de esgoto

LigAtivasE INTEGER Ligações ativas

EcoAtivasE INTEGER Economias ativas

TarifaE NUMBER(8,2) Tarifa de esgoto

97

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

EcoResidE INTEGER Economias residenciais de esgoto

Tabela 9 - Dicionário de dados da tabela estado

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodEstado NUMBER(4) Chave primária – Código do Estado

NomeEstado LONG Nome do Estado

Tabela 10 - Dicionário de dados da tabela financeiro

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

AnoF NUMBER(4) Chave primária - Ano de levantamento dos dados

financeiros

CodMunicipio NUMBER(4) Chave estrangeira - Código do município

RecaDirA NUMBER(8,2) Receita de água direta

RecaDirE NUMBER(8,2) Receita de esgoto direta

TotalRec NUMBER(8,2) Total das receitas

TotalArrec NUMBER(8,2) Total das arrecadações

CredContReceb NUMBER(8,2) Crédito de contas a receber

DespAIBT NUMBER(8,2) Despesa de água importada bruta tratada

DespFiscDEX NUMBER(8,2) Despesa fiscal ou tributária incidente na despesa de

exploração

DespesaDEX NUMBER(8,2) Despesa de exploração

DespJurEnc NUMBER(8,2) Despesa por juros e encargos

DespDAP NUMBER(8,2) Despesa com depreciação, amortização e provisão

DespCapit NUMBER(8,2) Despesas capitalizáveis

DespDTS NUMBER(8,2) Despesas totais com o serviço

DespAmortDivida NUMBER(8,2) Despesas com a amortização da dívida

98

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

TotalDesp NUMBER(8,2) Total de despesas

InvAbastA NUMBER(8,2) Investimentos em abastecimento de água

InvES NUMBER(8,2) Investimento com o esgotamento sanitário

InvO NUMBER(8,2) Outros investimentos

InvRecProp NUMBER(8,2) Investimentos com recursos próprios

InvRecOne NUMBER(8,2) Investimentos com recursos onerosos

InvRecNOne NUMBER(8,2) Investimentos com recursos não onerosos

TotalInv NUMBER(8,2) Total de investimentos

Tabela 11 - Dicionário de dados da tabela grupo

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodGrupo NUMBER(4) Chave primária – código do grupo

CodIndice NUMBER(4) Chave estrangeira – código do índice

DescGrupo LONG Descrição do grupo

IndiceGrupo LONG Índice utilizado pelo grupo

Tabela 12 - Dicionário de dados da tabela índice

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodIndice NUMBER(4) Chave primária – código do índice

CodTipoIndice NUMBER(4) Chave estrangeira – código do tipo de índice

DataIndice DATE Data do índice

ValorCotacao NUMBER(8,2) Valor da coração do índice numa determinada data

99

Tabela 13 - Dicionário de dados da tabela itens

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodItem NUMBER(4) Chave primária – código do item (que pode ser de implantação,

operação ou manutenção)

CodUnidade NUMBER(4) Chave estrangeira – código da unidade

CodGrupo NUMBER(4) Chave estrangeira – código do grupo

DataItem DATE Data em que levantamento do custo do item foi levantado

DescItem VARCHAR2(30) Descrição do item

CustoItem NUMBER(8,2) Custo do item

Tabela 14 - Dicionário de dados da tabela itens de implantação

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodItem NUMBER(4) Chave estrangeira – código do item de implantação

CodSistema NUMBER(4) Chave estrangeira – código do sistema

QtImpl NUMBER(10,3) Quantidade de itens de implantação

Tabela 15 - Dicionário de dados da tabela itens de manutenção

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodItem NUMBER(4) Chave estrangeira – código do item de manutenção

CodSistema NUMBER(4) Chave estrangeira – código do sistema

QtMan NUMBER(10,3) Quantidade de itens de manutenção

Frequencia INTEGER Freqüência dos itens de manutenção

Tabela 16 - Dicionário de dados da tabela itens de operação

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodItem NUMBER(4) Chave estrangeira – código do item de operação

100

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodSistema NUMBER(4) Chave estrangeira – código do sistema

QtOp NUMBER(10,3) Quantidade de itens de operação

Tabela 17 - Dicionário de dados da tabela município

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodMunicipio NUMBER(4) Chave primária - Código do município

CodEstado NUMBER(4) Chave estrangeira – código do estado

NmMunicipio LONG Nome do município

PopTotal INTEGER População total do município

PopAtendida INTEGER População atendida no município

ExtRede INTEGER Extensão da rede coletora

RPC FLOAT Renda per capita da população do município

Tabela 18 - Dicionário de dados da tabela sistema

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodSistema NUMBER(4) Chave primária – código do sistema

CodIndice NUMBER(4) Chave estrangeira – código do índice

NomeSistema LONG Nome do sistema

Tabela 19 - Dicionário de dados da tabela sócio-ambiental

ATRIBUTO TIPO DESCRIÇÃO

CodMunicipio NUMBER(4) Chave estrangeira - Código do município

AceitSist CHAR(8) Aceitabilidade do Sistema

DispPagar CHAR(8) Disposição a pagar

RiscoExtrav CHAR(8) Risco de extravasamento

ImpactoRecHid CHAR(8) Impactos nos recursos hídricos

Nnegocios CHAR(8) Geração de novos negócios

101

3. ANÁLISE ESSENCIAL

Utilizando-se da ferramenta Power Designer®, foi feita a Análise Essencial, com a Lista de

Eventos, o Diagrama de Contexto (Figura 23), o Modelo Comportamental, composto por DFD’s

particionados (Figuras 24 a 34).

3.1 Lista de Eventos:

Evento 1 – Usuário solicita cadastramento do estado

Evento 2 – Usuário solicita cadastramento do município

Evento 3 – Usuário solicita cadastramento da água

Evento 4 – Usuário solicita cadastramento do esgoto

Evento 5 – Usuário solicita cadastramento dos dados financeiros

Evento 6 – Usuário solicita cadastramento do item

Evento 7 – Usuário solicita cadastramento do sistema

Evento 8 - Usuário insere os aspectos sócio-ambientais

Evento 9 - Usuário insere os aspectos técnicos

Evento 10 – Usuário solicita cadastramento do grupo

Evento 11 – Usuário realiza as projeções

Figura 23 – Diagrama de Contexto

Dados_Socio_Ambientais

Dados_Sistema

Dados_Tecnicos

Dados_Item

Dados_Financeiros

Dados_Esgoto

Dados_Água

Dados_Município

Dados_Estado

Dados_Grupo

Dados_Unidade

8

Projetar e Emitir ResultadosUsuário

102

Figura 24 – Evento 1 – Usuário solicita cadastramento do estado

Figura 25 – Evento 2 – Usuário solicita cadastramento do município

Figura 26 - Evento 3 – Usuário solicita cadastramento da água

Figura 27 – Evento 4 – Usuário solicita cadastramento do esgoto

Nome_Estado

Dados_Estado[Dados_Estado]

1

Manter Estado

Usuário Estados

Nome_Município

Dados_Município

[Dados_Município] 2

Manter Município

Usuário Municípios

Dt_Água

Dados_Água[Dados_Água]

3

Manter ÁguaUsuário Dados Água

Dt_Esgoto

Dados_Esgoto

[Dados_Esgoto]4

Manter EsgotoUsuário Dados Esgoto

103

Figura 28 – Evento 5 – Usuário solicita cadastramento dos dados financeiros

Figura 29 – Evento 6 – Usuário solicita cadastramento do item

Figura 30 – Evento 7 – Usuário solicita cadastramento do sistema

Figura 31 - Evento 8 - Usuário insere os aspectos sócio-ambientais

Cod_Item

Dados_Item[Dados_Item]

6

Manter ItemUsuário Itens

Dt_Financeiros

Dados_Financeiros

[Dados_Financeiros] 5

Manter Financeiro

Usuário Dados Financeiros

Nome_Sistema

Dados_Sistema

[Dados_Sistema] 7

Manter Sistema

Usuário Sistemas

Dados_Itens

Nome_Socio_Ambientais

Dados_Socio_Ambientais

[Dados_Sistema]8

Manter Aspectos Socio Ambientais

Usuário Socio Ambientais

104

Figura 32 - Evento 9 - Usuário insere os aspectos técnicos

Figura 33 - Evento 10 – Usuário solicita cadastramento do grupo

Figura 34 – Evento 11 – Usuário realiza as projeções.

Nome_Aspectos_Tecnicos

Dados_Aspectos_Tecnicos

[Dados_Sistema] 9Manter

Aspectos Tecnicos

Usuário Aspectos Tecnicos

Nome_Grupo

Dados_Grupo

[Dados_Grupo] 10

Manter Grupo

Usuário Grupo

Dados Socio Ambientais

Dados Grupo

Dados Unidade

Resultados

Dados_Sistema

Dados_Item

Dados_Financeiros

Dados_Esgoto

Dados_Água

Dados_Município

Dados_Estado

8

Projetar e Emitir Resultados

Estados

Municípios

Dados Água

Dados Esgoto

Dados Financeiros

Itens

Sistemas

Usuário

Grupo

Unidade

Socio Ambientais

105

3.2 Especificação dos Processos

A Especificação de Processos determina os passos a serem seguidos para a transformação

de entradas em saídas, ou seja, as etapas necessárias para a execução de uma atividade. Esta

transformação é ilustrada nos DFD’s particionados, portanto, é a partir deles que é feita a

Especificação dos Processos.

A seguir são apresentadas as Especificações dos Processos do sistema SAVE, descritas de

forma textual:

• Processo 1 – Manter estado: armazena dos dados referentes a um estado, sendo necessário

para a inclusão de novos municípios.

• Processo 2 – Manter município: armazena as informações de um município.

• Processo 3 – Manter água: processo responsável pela manutenção dos dados de água de um

município.

• Processo 4 – Manter esgoto: armazena os dados sobre o tratamento de esgoto de uma cidade.

• Processo 5 – Manter dados financeiros: contém os dados financeiros referentes a um

município.

• Processo 6 – Manter item: processo que armazena os itens constantes num sistema de

tratamento de esgoto.

• Processo 7 – Manter sistema: armazena os dados referentes aos três sistema de tratamento de

esgoto abordados nesse projeto.

• Processo 8 - Manter aspectos sócio-ambientais: contém os dados levantados a partir de

pesquisas com a população acerca dos aspectos sociais e ambientais.

• Processo 9 - Manter aspectos técnicos: armazena os dados técnicos dos sistemas de

tratamento de esgoto.

• Processo 10 – Manter grupo: contém os dados dos itens agrupados.

• Processo 11 – Projetar e emitir resultados: permite ao usuário realizar as projeções sobre o

sistema.

106

3.3 Descrição do Sistema Proposto

O SAVE é um Sistema de Informação para Análise de Viabilidade Econômica para Implantação de

Sistemas de tratamento de Esgoto baseado em Sistema Especialista Difuso que efetua cálculos e

comparações para indicar sistemas de tratamento de esgoto mais viáveis segundo determinados

aspectos. Foi desenvolvido com a finalidade de auxiliar os tomadores de decisão, simulando o

trabalho de um especialista a partir dos dados coletados através de entrevistas com a população

sobre a implantação de um sistema de tratamento desse tipo, aliado aos dados econômicos do

município em questão.

A implementação do SAVE foi feita em Delphi 6. A utilização desta ferramenta se deve ao fato de

ser de fácil implementação e atender aos requisitos necessários para desenvolvimento do sistema.

Este sistema foi desenvolvido sem o auxílio de uma shell para o desenvolvimento do SE, pois a

construção do sistema especialista e da tabela de comparação foi feita no próprio Delphi.

O sistema especialista foi iniciado a partir das árvores de decisão e após essa etapa, foram geradas

as regras iniciais, que geraram 243 possibilidades nos aspectos técnicos e 243 nos sócio-

econômicos.

Concluída essa fase, a especialista avaliou as possíveis regras e estas foram implementadas no

Delphi® 6.

A interface pode ser conferida conforme as figuras 36, 37, 38 e 39, onde são apresentadas algumas

das telas do sistema, como a tela de abertura do sistema, a tela de opções, a de cadastro dos dados e

de projeções do sistema especialista.

107

Figura 35 - Tela de abertura do sistema

Na tela de entrada foi colocado um timer que exibe a tela inicial durante cinco segundos, na qual é

possível identificar o título do trabalho, o logotipo da Instituição de Ensino, o Curso e a autoria.

Após 5 segundos é ocultada, sendo então mostrada a tela de opções.

108

Figura 36 - Tela de escolha da ação no sistema

Na tela de opções (Figura 37) o usuário poderá escolher entre cadastrar os dados para iniciar a

utilização do sistema, ou, se isso já tiver sido feito, ele pode optar pela opção de projeção que fará a

inferência no sistema. Há ainda um botão denominado sair, no qual o usuário pode fechar o sistema.

109

Figura 37 - Tela de cadastro dos dados da água

Na tela de cadastro dos dados, é possível cadastrar dados do município, dados geográficos e

climáticos, referentes à água e esgoto, dados econômicos, técnicos e sócio-ambientais referentes a

um determinado município. É permitido ao usuário salvar, alterar, excluir, limpar campos, ou

mesmo ter acesso ao relatório geral dos dados referentes à água, cadastrados no sistema.

110

Figura 38 - Tela de projeções do sistema

Na tela de projeções do sistema é mostrado ao usuário o resultado dos cruzamentos dos dados

descritos anteriormente, ordenados de forma que a opção melhor classificada fica em primeiro lugar

na tela, seguida pela segunda melhor opção e finalmente a terceira.

IV. CONCLUSÃO

O trabalho realizado reuniu conhecimentos na área de Inteligência Artificial com as áreas

de Engenharia Ambiental e Econômica para realizar um sistema computacional. O objetivo foi

colocar a informática simulando o conhecimento humano, auxiliando no trabalho, através de

conhecimento. Este conhecimento foi repassado por duas especialistas em várias reuniões realizadas

no decorrer desse trabalho.

A área específica do trabalho é a análise de viabilidade econômica e o sistema auxilia o

gestor na escolha de um sistema de tratamento de esgoto mais viável segundo aspectos técnicos,

econômicos e sócio-ambientais.

Por ser uma área pouco explorada, foram encontradas muitas dificuldades para achar o

caminho adequado para resolver os problemas, pois até mesmo para as especialistas esse tema

encontra-se em fase de pesquisa.

Para a implementação do sistema utilizou-se a ferramenta de programação Delphi. É

importante ressaltar a dificuldade em se coletar material e informações necessárias para a

modelagem e implementação do sistema especialista nessa área, pelo excesso de termos técnicos

tanto da área computacional quanto das áreas de abrangência pelo especialista e certa dificuldade de

comunicação entre as partes.

Além das adversidades citadas, a montagem das regras é um processo que necessita de

constantes revisões e reajustes por parte do especialista até que sejam definidas as regras finais,

sendo este um processo lento e trabalhoso, com grande facilidade em se cometer erros nessa fase.

Outra grande dificuldade encontrada foi decorrente da falta de domínio na área de sistemas

especialistas por parte dos envolvidos no trabalho na área computacional

Apesar das dificuldades no decorrer do trabalho, chegou-se aos resultados que, acredita-se,

sejam corretos, apesar da validação do sistema não ter sido realizada até o presente momento.

Por fim, pode-se recomendar como trabalhos futuros a revisão das técnicas utilizadas, na

busca por melhores alternativas, bem como ampliar a análise para os demais aspectos cadastrados

112

no sistema e não considerados nessa proposta, tais como os dados geográficos e climáticos, outros

aspectos econômicos, de água, esgoto, entre outros.

BIBLIOGRAFIA

ALEM SOBRINHO, Pedro; TSUTIYA, Milton Tomoyuki. Coleta e transporte de esgoto

sanitário. 1ª ed. São Paulo: Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola

Politécnica da Universidade de São Paulo, 1999.

AZEVEDO, Sérgio Lund. Desenvolvimento de um Protótipo de Sistema Especialista para

Escolha do Tipo de Fundações. Departamento de Tecnologia da Construção Universidade Federal

de Pelotas Disponível em: <http://www.ufrgs.br/eng/egatea/sergio.htm> Acesso em: 19/02/2003 –

20:35

BASÍLIO, Ruy. Sarita News. Palestra da Sarita no Seminário. Disponível em:

http://www.sarita.org.br/sarinews/340palestrasarita.htm. Atualização em: 21/09/01, Blumenau.

Acesso em: 27/02/2003 - 18:05.

BELLIA, Vitor. Introdução à economia do meio ambiente. Brasília: Instituto brasileiro do meio

ambiente e dos recursos naturais renováveis, 1996. 262 p.

BIO - REVISTA BRASILEIRA DE SANEAMENTO E MEIO AMBIENTE. Rio de Janeiro:

ABES, n. 18, abr/jun. 2001.

CABRAL, Rodrigo Becke. Adaptação Computacional de Sistemas de Inferência Difusos: um

caso aplicado. Trabalho de Conclusão de Curso de Ciência da Computação submetido à

Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 1994.

CARDOSO, Fernando Luiz. Um Modelo Fuzzy para Seleção de Espécies na Construção de uma

Reserva de Preservação. Dissertação submetida à Universidade Federal de Santa Catarina para a

obtenção do grau de Mestre em Ciência da Computação. Florianópolis, 2000.

CHAIBEN, HAMILTON. Inteligência Artificial na Educação. Disponível em:

<http://www.cce.ufpr.br/~hamilton/iaed/iaed.htm> - Universidade Federal do Paraná. Acesso em:

19/02/2003 - 18:28. Universidade Federal do Paraná

CLEMENTE, Ademir (org.) Projetos empresariais e públicos. 2ª ed. São Paulo: Atlas, 2002

114

CRESPO, Patrícia Gallegos. Sistema de esgotos. Belo Horizonte: Ed. UFMG/Departamento de

Engenharia Sanitária e Ambiental da Escola de Engenharia da UFMG, 1997. 131 p.

FÁVERO, Alexandre José. Sistema Especialista. Disponível em:

<http://www.din.uem.br/ia/especialistas/index.html>. Acesso em: 18 fev. 2002.

FEIJÓ, Janete; SIMIONATTO, Edésio Luiz. Tratamento de esgotos sanitários através do

escoamento sub-superficial em Wetlands construídos. In: UNIVALI. Simpósio brasileiro de

engenharia ambiental. Itajaí: UNIVALI, 2002. CD-ROM.

FERNANDES, Anita Maria da Rocha. Sistema Especialista Difuso Aplicado ao Processo de

Análise Química Qualitativa de Amostras de Minerais. Dissertação de Mestrado, curso de Pós

Graduação em Ciências da Computação, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis,

1996.

FERNANDES, Ana Paula Soares. Sistema Especialista Difuso de Apoio ao Aprendizado do

traumatismo Dento-Alveolar utilizando Recursos Multimídia. Dissertação submetida à

Universidade Federal de Santa Catarina para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia de

Produção e Sistemas, Florianópolis, 1997.

FERNANDEZ, José Carrera; GARRIDO, Raimundo-José. Economia dos recursos hídricos.

Salvador: Edufba, 2002.

GASI, Tânia Mara Tavares, et al. Opções para tratamento de esgotos de pequenas

comunidades. São Paulo : CETESB, 1998. 36 p.

GOLÇALVES, Fernando Botafogo; SOUZA, Amarílio Pereira de. Disposição Oceânica de

esgotos sanitários: história, teoria e prática. Rio de Janeiro: ABES, 1997. 348 p.

GOONATILAKE, Suran; KHEBBAL, Sukhdev. Intelligent Hybrid Systems. British Lybrary

Cataloguing in Publication Data. 1.ed. (1995),

115

HIRSCHFELD, Henrique. Engenharia econômica e análise de custos: aplicações práticas para

economistas, engenheiros, analistas de investimento e administradores. 5ª ed. São Paulo: Atlas,

1992. 456 p.

HUMMEL, Paulo Roberto Vampré; TASCHNER, Mauro Roberto. Análise e decisão sobre

investimentos e financiamentos: engenharia econômica: teoria e prática. 4ª ed. São Paulo:

Atlas, 1995. 216 p.

JORDÃO, Eduardo Pacheco; PESSOA, Constantino Arruda. Tratamento de esgotos domésticos.

3. ed. Rio de Janeiro: ABES, 1995. 720p.

LAUDON, Kenneth C.; LAUDON, Jane Price. Information Systems and the Internet: A

problem-solving approach. Tradução de Danton Conde de Alencar. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC –

Livros Técnicos e Científicos S.A. 1999. 389p.

MATTOS; Merisandra Côrtes de. Sistema Difuso de Controle da Assistência Respiratória em

Neonatos – SARE. Dissertação submetida à Universidade Federal de Santa Catarina como parte

dos requisitos para a obtenção do grau de Mestre em Ciência da Computação. Florianópolis, 2001.

MELO, Rômulo C. de; MOTTA, Elton da Silva; PELLEGRINI Ney Marcelo B. Sistemas

Especialistas. Disponível em:

<http://www.geocities.com/taxonomia_ucb/sistemas_especialistas.html> Acesso em: 03/fev/2003.

MENDONÇA, Ana Paula Aguiar de; RIBEIRO, Cristiano Fouchy; MORAES, Elisa Vargas;

OLIVEIRA, José Antônio Colvara. Experiência prática da criação de três sistemas especialistas

através da utilização da ferramenta Expert Sinta. Disponível em:

<http://gpia.ucpel.tche.br/iiioia/05.doc> Estágio Curricular em Inteligência Artificial. Colégio Santa

Margarida. Acesso em: 19/02/2003 - 20:14

MOITA, Cecília Menon (et al.). Metodologia de avaliação econômica e financeira de projetos: a

experiência do PMSS II. Brasília: IPEA, 1998

116

MÜLLER, Daniel Nehme. Inteligência Artificial. Disponível em:

<http://www.ulbra.tche.br/~danielnm/ia/defbas/de.html>. Acesso em: 05 dez. 2001.

NASCIMENTO JÚNIOR, Cairo Lúcio; YONEYAMA, Takashi. Inteligência Artificial em

Controle e Automação. Ed. Edgard Blücher em co-edicao com FAPESP. 1.ed. – São Paulo, 2000.

OLIVEIRA, Patrícia F. TOPO - Sistema computacional para gerenciamento de amostragens de

perfis. São Paulo, 2002. LAPTEC 2002 - III Congresso de Lógica Aplicada à Tecnologia. Vol. II.

278 p.

PASSOS, Emmanuel Lopes. Inteligência Artificial. Disponível em:

<http://sites.uol.com.br/flavioga/textos/iartificial.htm> Acesso em: 19/02/2003 - 18:55.

RABUSKE, Renato Antônio. Inteligência Artificial. Florianópolis. Ed. Da UFSC, 1995. 1ª ed.

240p.

RAMOS, R. F. Sistemas Especialistas - uma Abordagem Baseada em Objetos com

Prototipagem de um Selecionador de Processo de Soldagem. 1995. Dissertação (Mestrado em

Engenharia de Produção) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Universidade

Federal de Santa Catarina. Florianópolis. Disponível em:

<http://www.eps.ufsc.br/disserta/ramos/indice/index.htm>. Acesso em: 28 fev. 2002.

RICH, E; KNIGHT, K. Inteligência Artificial. São Paulo: Makron Books, 1993. 722 p.

SECRETARIA DO VERDE E DO MEIO AMBIENTE. Trilhas e Museus. Disponível em:

http://www.prodam.sp.gov.br/svma/educacao_amb/edu_ambiental/trilhas/trilha_lago/trilhadolago.ht

m Criação: junho de 2000. Acesso em: 30 jan 2003 - 15:10.

SCHÜÜR, Germano; SELBACH, João Carlos. Equilíbrio Ecológico - A Questão Demográfica -

Ecologia. Unisinos. Disponível em: <http://www.photographia.com.br/continu.htm>. Acesso em:

22/07/2003.

117

SILVA, Andréa Orthmann. Dunas – Protótipo de um Sistema Inteligente para Avaliação da

Vulnerabilidade e Gerenciamento dos Sistemas de Dunas Costeiras. Itajaí, 2002. 113 f.

Relatório de Estágio (Graduação em Ciência da Computação) – Centro de Educação Superior de

Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Universidade do Vale do Itajaí.Trabalho de Conclusão de

Curso.

SIQUEIRA, Mozart Lemos de. Redes Semânticas. Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Porto Alegre, novembro de 1999.

VON SPERLING, Marcos. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 2. ed.

Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de

Minas Gerais; 1996. 243 p.

WAGNER, Andresa Graciela. Projeto de Dissertação de Mestrado, Trabalho inédito, 2002.