Controle de perdas em sistemas de distribuição de água : a perspectiva da complexidade

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Azevedo, Bárbara Brzezinski
• Orientador(a): Saurin, Tarcísio Abreu
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Sistemas de distribuição de água; Sistema sociotécnico
• Palavras-chave em Inglês: Water distribution systems; Losses; Complex socio-technical systems; Scaling laws
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/211257

Sistemas de Distribuição de Água (SDAs) são normalmente modelados apenas como sistemas técnicos. Contudo, tais sistemas também interagem com diversos sub-sistemas sociais (por exemplo, usuários e operadores dos SDAs) e organizacionais (por exemplo, sistemas gerenciais das empresas que operam os SDAs), sujeitos a influência do ambiente externo (por exemplo, político, econômico, regulatório). Além disso, os sub-sistemas citados interagem dinamicamente entre si, estando expostos à incerteza e variabilidade não antecipada. Dessa forma, esta tese aborda os SDAs como Sistemas Sócio-Técnicos complexos (SSTC), uma perspectiva nova na literatura sobre SDAs . Em particular, este estudo tem como principal objetivo identificar como a teoria da complexidade pode contribuir para a compreensão e controle de perdas em SDAs, as quais são um problema de grande relevância prática e persistente em diversos países. Os objetivos específicos são: a) identificar o estado da arte referente aos fatores que influenciam a complexidade de SDAs e impactam nas perdas de água; b) analisar, segundo a perspectiva de SSTCs , as relações entre os fatores contribuintes para as perdas em SDAs; c) investigar a relação entre o tamanho da população em sistemas urbanos, tamanho de SDAs e quantidade de perdas nesses sistemas, verificando se essa relação obedece a funções de escala não-lineares. A abordagem norteadora da tese é mista, incluindo pesquisa bibliográfica, estudo de caso e análise de banco de dados quantitativos. Para tanto, foram realizados três artigos. O primeiro foi realizado para atingir o objetivo específico a) através de uma revisão sistemática da literatura, a qual identificou 21 fatores inter-relacionados que influenciam a complexidade dos SDAs e as suas perdas. Esses fatores são responsáveis pela natureza sócio-técnica complexa desses sistemas, que geralmente não é enfatizada pelos métodos de controle de perdas. Seus resultados também indicaram que nenhum dos métodos para controle de perdas abrange todos os atributos de complexidade considerados na tese. Por exemplo, o atributo de complexidade interações não lineares, foi considerado por 45,2% dos métodos. O segundo artigo foi realizado para atingir o objetivo específico b). Para tanto, um estudo de caso foi conduzido em um SDA de uma grande cidade brasileira no qual foi desenvolvida e testada uma framework composta por cinco etapas para a análise de perdas, quais sejam: (i) definição dos limites e caracterização do sistema; (ii) quantificação de perdas, identificação e classificação de fatores contribuintes; (iii) modelagem das relações de causa-efeito entre os fatores; (iv) identificação de contramedidas para controlar as perdas; e (v) comparação dos atrasos esperados das contramedidas. A aplicação desta framework visou complementar os métodos existentes de controle de perdas na empresa, contribuindo para a avaliação dos impactos sistêmicos das ações propostas pelos mesmos. Ela permitiu a obtenção de um diagrama de causa e efeito para perdas de água, que apresentou os relacionamentos entre 17 fatores que geram as perdas de água, para o SDA estudado. Por fim, foi realizado o terceiro artigo para atingir o objetivo c), através de um estudo com dados quantitativos de 968 SDAs brasileiros.Seus resultados indicaram que, para esse conjunto de SDAslocalizados na região sul do Brasil, existe uma faixa de tamanho populacional (a partir de 15.870 habitantes) que obedece às leis de escala e, portanto, pode ter seu comportamento aparentemente “caótico” previsto. Existe uma ordem subjacente que indica hierarquia e regularidades quantitativas que podem ser apropriadas para estabelecer o planejamento de SDAs, considerando assim, o tamanho da cidade, o tamanho de SDAs, suas perdas de água e sua não linearidade.