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Tipo: Dissertação
Título: Construção de indice de segurança hídrica industrial: seleção de indicadores e aplicação utilizando a análise multicritério fuzzy AHP
Autor(es): Ferreira, Jussara dos Santos
Primeiro Orientador: Ribeiro, Celso Bandeira de Melo
Membro da banca: Rotunno Filho, Otto Corrêa
Membro da banca: Aguiar, Eduardo Pestana de
Membro da banca: Andrade, Ricardo Guimarães
Resumo: A segurança hídrica (SH) assegura a quantidade e qualidade da água, considerando impactos sociais e ambientais da escassez e dos conflitos de uso. Esta pesquisa aprimora o cálculo do Índice de Segurança Hídrica (ISH) no setor industrial. A revisão teórica abordou a disponibilidade hídrica e a previsibilidade em bacias e indústrias. A coleta de dados foi realizada via formulários online, seguindo o Comitê de Ética, reunindo percepções de especialistas em SH industrial. O método Delphi refinou cinco fatores-chave como indicadores do ISH. Na primeira rodada Delphi (62,26% de retorno), foram priorizados: qualidade da água captada (81,25%), disponibilidade de fonte alternativa (80,65%), taxa de reúso e qualidade da água interna (78,13% cada) e relação volume consumido/outorgado (74,19%). O Índice de Validação de Conteúdo (IVC) atingiu 67,56%. A aplicação presencial na segunda rodada elevou o retorno a 100%, aumentando o consenso e a qualidade das respostas. A técnica Delphi validou os principais indicadores com importância superior a 74%. Na sequência, foram definidos os pesos dos indicadores utilizando a Escala Likert Fuzzy AHP, que gerou os seguintes pesos: disponibilidade de fonte alternativa (22,36%), relação volume consumido/outorgado (20,25%), taxa de reúso (20,18%), qualidade da água (18,69%) e consumo específico de água (18,51%). Embora a metodologia Fuzzy AHP tenha sido inicialmente considerada, sua complexidade levou à adoção de abordagens mais simples e replicáveis. Na etapa seguinte, os indicadores foram modelados com funções fuzzy compatíveis: trapezoidal, linear e sigmoidal para a disponibilidade de fontes alternativas; sigmoidal para a taxa de reúso; função S inversa para a relação volume consumido/outorgado; e funções sigmoides para o consumo específico. A qualidade da água foi modelada para compor o Índice de Qualidade da Água Industrial (IQAI), baseado na média dos parâmetros Cromo, Zinco, Fluoreto e Sólidos Suspensos, além da modelagem de outros parâmetros relevantes. A modelagem fuzzy ajustou o comportamento dos indicadores, oferecendo uma ferramenta robusta para avaliar fontes alternativas e apoiar a gestão sustentável. O ISHI combina os cinco indicadores em um valor único que reflete a segurança hídrica industrial. O Painel de Segurança Hídrica Industrial, com escala de 0,0 a 1,0 e representação visual por cores, facilita a interpretação dos resultados e o planejamento estratégico. Assim, o ISHI se consolida como um instrumento inovador, adaptável e replicável para fortalecer a segurança hídrica no setor industrial.
Abstract: Water security (WS) ensures water quantity and quality, considering the social and environmental impacts of scarcity and use conflicts. This research improves the calculation of the Water Security Index (WSI) in the industrial sector. The theoretical review addressed water availability and predictability in basins and industries. Data collection was conducted through online forms, following the Ethics Committee guidelines, gathering perceptions from experts in industrial WS. The Delphi method refined five key factors as WSI indicators. In the first Delphi round (62.26% response rate), the priorities identified were: quality of captured water (81.25%), availability of alternative sources (80.65%), water reuse rate and internal water quality (78.13% each), and the consumed/authorized volume ratio (74.19%). The Content Validation Index (CVI) reached 67.56%. The second round, conducted in person, raised the response rate to 100%, improving consensus and response quality. The Delphi technique validated the main indicators with importance levels above 74%. Next, the indicator weights were defined using the Fuzzy Likert Scale, resulting in the following weights: availability of alternative sources (22.36%), consumed/authorized volume ratio (20.25%), water reuse rate (20.18%), water quality (18.69%), and specific water consumption (18.51%). Although the Fuzzy AHP methodology was initially considered, its complexity led to the adoption of simpler and more replicable approaches. In the following phase, the indicators were modeled with compatible fuzzy functions: trapezoidal, linear, and sigmoidal functions for alternative source availability; sigmoidal function for reuse rate; inverse S-shaped function for the consumed/authorized volume ratio; and sigmoidal functions for specific water consumption. Water quality was modeled to compose the Industrial Water Quality Index (IWQI), based on the average of monitored parameters: Total Chromium, Total Zinc, Total Fluoride, and Suspended Solids, in addition to other relevant parameters. The fuzzy modeling accurately adjusted the behavior of the indicators, providing a robust tool to evaluate alternative sources and support sustainable water management. The ISHI combines the five indicators into a single value that reflects industrial water security. The Industrial Water Security Panel, with a colorcoded scale from 0.0 to 1.0, facilitates result interpretation and strategic planning. Thus, the ISHI establishes itself as an innovative, adaptable, and replicable tool to strengthen water security in the industrial sector.
Palavras-chave: Segurança hídrica
Disponibilidade
Índice
Indústria
Water security
Availability
Index
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
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URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18944
Data do documento: 28-Jun-2024
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Civil (Dissertações)



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