doctoralThesis
Sistema para avaliação da conservação ambiental de riachos urbanos baseado em regras difusas
Registro en:
COMETTI, José Luís Said. Sistema para avaliação da conservação ambiental de riachos urbanos baseado em regras difusas. 2019. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2019.
Autor
COMETTI, José Luís Said
Institución
Resumen
Os rios e riachos urbanos são ecossistemas complexos que integram os ambientes natural, construído e socioeconômico. Devido à urbanização não planejada, esses ambientes são aterrados, retificados, canalizados ou tamponados, impactando diretamente a sua dinâmica hidrológica e o ciclo da água, recebendo, ainda, grande carga de esgoto doméstico e resíduos sólidos. Projetos de revitalização de rios e riachos urbanos têm sido executados em várias cidades do mundo buscando reestabelecer o seu equilíbrio ecológico e a sua função social. Para consolidar de maneira mais efetiva o diagnóstico dos cursos d’água urbanos no Brasil, o Índice de Conservação de Riachos Urbanos (ÍCARU) foi desenvolvido a partir de um conjunto de indicadores classificados no modelo Pressão-Estado- Resposta (PER) e calculado a partir de um Sistema Baseado de Regras Difusas (SBRD). Nove indicadores foram selecionados por especialistas por meio de pesquisa survey, considerando a simplicidade e clareza, disponibilidade do dado, baixo custo de obtenção e facilidade de aplicação. Os indicadores selecionados para a dimensão “pressão” estão relacionados à intensidade de descarga de poluentes no riacho e ao impacto sofrido pela urbanização. Para “estado”, foram selecionados um indicador químico, um físico e um biológico. E, na “resposta”, ações da sociedade que diminuem as pressões e melhoram o estado ecológico de um riacho urbano. O SBRD foi modelado e construído utilizando o software FuzzyGen e disponibilizados na web por meio do WebFuzzy. Na etapa de fuzzificação foram criadas um total de 352 regras fuzzy na base. Na inferência foi utilizado o método Mamdani e, na defuzzificação, o ÍCARU foi estabelecido em uma escala de 0 a 10 e classificado em 5 níveis de conservação: ótimo, bom, regular, ruim e péssimo. O modelo foi validado por um grupo de especialistas após simulações de diferentes cenários. Aplicado nos riachos do Cavouco e Parnamirim, no Recife - PE, mostrou-se que a conservação ambiental varia de regular a péssima. O ÍCARU será fundamental para avaliar a condição atual, refletir sobre possíveis cenários de revitalização e monitorar o impacto das intervenções em riachos urbanos, levando, dessa forma, o poder público e a sociedade a direcionarem ações para a conservação dos riachos urbanos. Urban rivers and streams are complex ecosystems that integrate natural, built and socioeconomic environments. Due to unplanned urbanization, these environments are grounded, rectified, piped or buffered, impacting directly their hydrological dynamics and water cycle, as well as receiving a large load of domestic sewage and solid waste. Rehabilitation projects on urban rivers and streams have been carried out in various cities around the world seeking to reestablish their ecological balance and social function. To effectively consolidate the diagnosis of urban watercourses in Brazil, we developed the Urban Stream Conservation Index (ÍCARU) from a set of indicators classified in the Pressure-State-Response (PER) model and calculated from of a Fuzzy Rule-Based System (SBRD). Experts were consulted through survey research and selected nine indicators considering the criteria of simplicity, clarity, availability of data collection, low cost of obtaining and ease of application. For the "pressure" dimension the selected indicators are related to the intensity of pollutant discharge in the stream and the impact suffered by urbanization. For “state”, a chemical, a physical and a biological indicator were selected. And, in the “response” dimension, social actions were selected that reduce pressures and improve the ecological state of an urban stream. The SBRD was modeled and built using FuzzyGen software and made available on the web through WebFuzzy. In the fuzzification stage, a total of 352 fuzzy rules were created in the base. In the inference, it was used the Mamdani method and, in the defuzzification, the center of gravity. ÍCARU was established on a scale from 0 to 10 and classified into 5 conservation levels: optimal, good, fair, poor and very poor. The model was validated by a group of experts after simulations of different scenarios. Applied in the Cavouco and Parnamirim streams in Recife - PE, environmental conservation has been shown to vary from regular to poor. ÍCARU will be instrumental in assessing the current condition, reflecting on possible revitalization scenarios and monitoring the impact of interventions on urban streams, thereby leading the public authorities and society to direct actions for the conservation of urban streams. The model was validated by a group of experts after simulations of different scenarios. Applied in the Cavouco and Parnamirim streams, in Recife - PE, this model showed that the environmental conservation of these watercourses varies from regular to bad. ÍCARU will be instrumental in assessing the current condition, reflecting on possible revitalization scenarios and monitoring the impact of interventions on urban streams, thereby leading the public authorities and society to direct actions for the conservation of urban streams.