13. E o Meio Ambiente?

No diagrama do Ciclo de Uso/Reuso da Água as etapas de Captação e Descarte são as atividades que mais diretamente estão relacionadas com o Meio Ambiente e por isso estão sujeitas a legislações específicas.

Figura 58. Captação e Descarte, as interfaces com o Meio Ambiente.

Captação e Descarte, as interfaces com o Meio Ambiente.


A Captação está regulamentada pela Lei de Outorga e o Descarte é regulamentado pela resolução CONAMA No. 430 de 2011.

Toda essa legislação deve estar fundamentada em estudos de Risco e Impacto Ambiental para um Gerenciamento Ambiental eficaz das atividades que envolvem o uso de Recursos Hídricos.

Por isso incluímos as atividades de Avaliação de Risco e Impacto Ambiental como o fundamento teórico para o Gerenciamento Ambiental e da própria Legislação Ambiental.

Figura 59. Integração das atividades de Avaliação de Risco e Impacto Ambiental, Gerenciamento Ambiental e Legislação Ambiental como assuntos importantes para um Olhar Integrado sobre a Água.

Integração das atividades de “ Avaliação de Risco e Impacto Ambiental”, “Gerenciamento Ambiental” e “Legislação Ambiental” como assuntos importantes para um “Olhar Integrado” sobre a “Água”.


13.1. Como Prever Riscos e Impactos Ambientais?

Como dissemos anteriormente a Avaliação de Riscos e Impactos Ambientais é a base para um Gerenciamento Ambiental adequado. Avaliar os possíveis Riscos e Impactos Ambientais consiste basicamente responder perguntas do tipo: O que aconteceria se...?.

Essas perguntas só podem ser respondidas com o entendimento da estrutura e do funcionamento do Sistema Ambiental formado por Subsistemas Físicos, Químicos, Biológicos, Sociais etc, com o uso de Modelos.

Todo trabalho de pesquisa visa o desenvolvimento de um Modelo que descreva o comportamento de um sistema a partir de um conjunto de informações mensuráveis. Um Modelo permite fazer simulações e consequentemente previsões de cenários futuros. Mas primeiramente vamos tentar dar uma noção do que pode ser entendido como um Modelo?

Um Modelo pode ser entendido como Uma tentativa de representação simplificada e aproximada de uma realidade! (Fonte: www.waterontheweb.org)

A criação de Modelos é uma parte essencial na atividade científica e visam representar objetos empíricos, fenômenos e processos de uma maneira lógica e objetiva. Todos os Modelos são essencialmente simulacros de uma realidade, ou seja, reflexões simplificadas de uma realidade, mas, apesar de sua imprecisão intrínseca, são extremamente úteis (Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_modelling).

Os Modelos são usados para analisar, descrever, explicar, simular, controlar e predizer os fenômenos ou processos que tentam descrever.

Os Modelos podem ser agrupados em três tipos:

  • Físico: estrutura física, funcional e operacional que representa, em escala proporcional, o sistema original em estudo (Ex: maquetes ou representações físicas em menor escala que a do sistema real).

  • Conceitual: representação qualitativa de Conceitos, Entidades ou Objetos com as respectivas Propriedades (ou Atributos) e os Relacionamentos (ou Interações) necessários para descrever uma realidade. Um Modelo Conceitual deve ter um objetivo e portanto está vinculado a uma aplicação, portanto os elementos que o compõem fazem parte de um contexto (ou são mapeados para um domínio). Modelos Conceituais podem ser descritos através de imagens, diagramas, textos ou a combinação de todos esses recursos.

    Figura 60. Exemplo de um Modelo Conceitual ilustrando os equilíbrios envolvidos na dissolução de CO2 entre os compartimentos atmosfera, água e sedimento. (Fonte: Análise da Água)

    Exemplo de um Modelo Conceitual ilustrando os equilíbrios envolvidos na dissolução de CO2 entre os compartimentos atmosfera, água e sedimento. (Fonte: Análise da Água)


  • Matemático: representação quantitativa de um Modelo conceitual através de equações matemáticas.

    Figura 61. Exemplo de um Modelo Matemático com as equações de equilíbrio que permitem o cálculo das espécies geradas pela dissolução de CO2 nos compartimentos atmosfera, água e sedimento.(Fonte: Análise da Água)

    Exemplo de um Modelo Matemático com as equações de equilíbrio que permitem o cálculo das espécies geradas pela dissolução de CO2 nos compartimentos atmosfera, água e sedimento.(Fonte: Análise da Água)


Os Modelos Matemáticos podem ser classificados com base na: origem das Informações, dependência do Tempo e no tratamento das Incertezas.

Tabela 3. Classificação de Modelos Matemáticos

Origem das Informações

MecanísticoEquações baseadas em uma teoria.
EmpíricoEquações baseadas em dados experimentais.

Dependência do Tempo

Independente do TempoEstático, Estado Estacionário ou em Equilíbrio
Dependente do TempoDinâmico

Tratamento das Incertezas

DeterminísticoNão considera a variabilidade dos dados
EstocásticoConsidera a variabilidade (aleatoriedade) dos dados

O Sistema Ambiental é o que se pode chamar de um Sistema Complexo formado por outros Subsistemas (Físicos, Químicos, Biológicos, Sociais etc) que interagem entre si e portanto não podem ser analisados separadamente. (Fonte: Complexidade, Caos e Auto-organização)

Um grande esforço tem sido feito na busca de estratégias para Modelagem Ambiental motivados pela preocupação crescente com as consequências das ações humanas no Meio Ambiente.(Environmental Modelling)

Uma alternativo aos Modelos Mecanísticos são os Modelos Empíricos construídos com o uso de ferramentas estatísticas e válidos para uma região de interesse prático, para que se possa buscar a otimização através da simulação de sistemas de tratamento e/ou processos ambientais permitindo avaliar Impactos Ambientais e fazer previsões de Risco Ambiental (ferramentas de Gestão Ambiental).

13.2. Autômatos Celulares

Uma alternativa de modelagem muito interessante para Sistemas Complexos é o uso de Autômatos Celulares que consiste basicamente de um sistema no qual as unidades componentes podem assumir vários estados e evoluem de acordo com regras locais.

O comportamento de um sistema macroscópico pode ser descrito não apenas por equações matemáticas complexas mas também por um conjunto de regras simples de interação aplicadas no nível microscópico.

Um Modelo de Autômato Celular consiste num sistema descontínuo no espaço e no tempo, no qual o estado de cada unidade é determinado por regras que se aplicam localmente. (Fonte: Autômatos Celulares: Revisão Bibliográfica e Exemplos de Implementações)

Essa ferramenta tem sido usada com sucesso na Microbiologia(Eshel Ben-Jacob, 1994), na Química Analítica(Robert A. Lodder, 1988), na modelagem processos anaeróbios(I. V. Skiadas, 2002), dentre outras aplicações. (Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Cellular_automaton)

13.3. Modelagem &Simulação, Inteligência Artificial e Ferramentas de Programação Open Source.

Considerando a dimensão Global do tema Água incluímos o uso de Ferramentas de Programação Open Source como um componente importante para garantir o acesso ao maior número possível de usuários dos recursos de Modelagem &Simulação e Inteligência Artificial aplicados na Gestão de Recursos Hídricos.

E por sugestão do nosso amigo Mauricio incluímos o projeto Modelica como um exemplo de linguagem Open Source para modelagem.

Como você pode observar na figura abaixo o quebra-cabeça está intencionalmente incompleto para mostrar que o assunto não acaba por aqui...

Figura 62. Integração da Modelagem &Simulação, Inteligência Artificial e Ferramentas de Programação Open Source como ferramentas importantes na Gestão de Recursos Hídricos.

Integração da Modelagem &Simulação, Inteligência Artificial e Ferramentas de Programação “Open Source” como ferramentas importantes na Gestão de Recursos Hídricos.


Espero que este material tenha lhe ajudado a expandir o seu olhar sobre o tema Água.

Obrigado pela atenção!

Markos.