Pesquisa

1. Alocação de Água
2. Gerenciamento do Risco Climático em Recursos Hídricos
3. Sistemas de Apoio à Decisão em Recursos Hídricos
4. Hidrometorologia
5. Operação e Segurança de Infra-Estrutura Hídrica
6. Planejamento e Gestão dos Recursos Hídricos

Alocação de Água

As bacias hidrográficas, quando possuem sua oferta quali-quantitativa próxima a sua demanda (caracterizando situação de escassez relativa dos recursos hídricos), têm como principal problema de gerenciamento dos recursos hídricos a alocação de água. A alocação de água é um processo de divisão de um bem entre indivíduos com interesses freqüentemente conflitantes. No caso específico dos recursos hídricos este processo se dá sob incerteza da oferta devido à variabilidade e mudança climática.

Cinco questões básicas do processo de alocação são: i) estrutura da tomada de decisão sobre a alocação; ii) incerteza na oferta e demanda devido ao clima; iii)modificação dos padrões de oferta e demanda devido a mudanças no padrão de uso e ocupação do solo; iv)estrutura de regulação e incentivos para a promoção de eficiência e equidade social; v)identificar quais as implicações da alocação entre regiões diferentes de um mesmo Estado Federado e entre Estados Federados.

Propõe-se como caminho para o entendimento e solução destas questões:

1. Analisar o processo de tomada de decisão coletiva sobre alocação de água de forma a entendender sua racionalidade, fluxo de decisão e estrutura de poder, legitimidade e representatividade dos agentes aplicando a “Institutional Analysis and Development Framework” com vistas a identificar arcabouços institucionais que promovam integração social, sustentabilidade ambiental e eficiência e equidade econômicas.  Aspectos incorporados Dinâmicas Sociais, Análise de Sistemas, Sistemas de Apoio a Decisão, Planejamento participativo e gestão dos recursos hídricos.
2. Desenvolver mecanismos de incentivos e sistemas de regulação para a promoção de eficiência e equidade econômica e sustentabilidade financeira no processo de alocação
3. Avaliar e prever o risco climático em diferentes escalas temporais (sazonal a multidecadal) no processo de alocação devido à modificação nos padrões de oferta e demanda por água (aplicação de técnicas de “Machine Learning”) e desenvolver estratégia de gerenciamento deste risco.
4. Avaliação da mudança do uso e ocupação do solo na disponibilidade hídrica e conseqüentemente na segurança hídrica e desenvolver instrumentos de gestão.
5. Desenvolver metodologias de avaliar as implicações de transferências de água entre bacias de um mesmo Estado e entre Estados Federados e identificar metodológicos de gestão destas transferências hídricas.

Adaptação ao Clima

O sistema social é sensível a ocorrência do sistema natural. Os impactos positivos e negativos dos processos naturais sobre os sistemas sociais e a distribuição dos mesmos na sociedade (potencialidades e vulnerabilidades) são definidos pela organização da sociedade que define sua resiliência as perturbações do processo natural. O sistema social e o natural modificam-se mutuamente em um processo de co-evolução, definindo-se desta forma sistema sócio-natural. A co-evolução do sistema Climático, subsistema do Natural, e do sistema social é o objeto sob análise.  A ocorrência de eventos climáticos extremos (secas e cheias)

Surgem aqui três questões: i) qual a sensibilidade de um sistema social as variações do sistema climático?; ii) O que faz com que certos sistemas sejam mais resilientes que  outros? ; iii)como construir instituições mais resilientes as variações e mudanças do clima?

Escolheu-se o extremo climático das secas para avaliar e desenvolver metodologias de resposta para estas questões. Alguns caminhos para a pesquisa para soluções que promovam maior adaptação da sociedade ao clima são descritos a seguir:

–  Extremo Climático Secas

Definir o conceito de seca natural (edáfica, hidrológica e meteorológica) e avaliar em que situações esta seca natural produziu crises sociais.

Identificando quais as infraestruturas sociais que possibilitaram menor sensibilidade ou maior resiliência do sistema social.

Propor boas práticas (infraestruturas físicas e institucionais) para tornar os sistemas mais sócio naturais.

Projetar cenários climáticos futuros (5-50 anos) e propor estratégias de adaptação.

Desenvolver sistema de alerta de secas.

Definir Estratégias para a Gestão de Secas.

–  Extremo Cheias

Desenvolver sistema de alerta de cheias.

Definir Estratégias para a Gestão de cheias.

Gestão da Qualidade da água

O desenvolvimento econômico (ex: indústria e irrigação) e crescimento populacional freqüentemente produzem uma maior quantidade de carga poluidora. Esta carga poluidora deteriora a qualidade dos corpos de água. A variabilidade climática impõe extremos de secas que reduzem a capacidade de diluição e autodepuração dos corpos de água e cheias proporcionam transporte de sedimento e de carga devido à poluição difusa. A problemática da qualidade da água é motivação primária para a escassez relativa dos recursos hídricos e tem sua importância crescente em regiões de significativa escassez quantitativa.

Surgem aqui três questões: i) Qual a capacidade de suporte dos sistemas aquáticos?  E como poderemos avaliá-la? ; ii) Quais os incentivos e mecanismo de regulação necessário para a garantia da qualidade da água desejada? ; iii) Qual o arcabouço institucional para uma gestão da qualidade da água? e como esta gestão se integra as demais dimensões do gerenciamento de recursos hídricos?

Objetivos e caminhos da pesquisa e desenvolvimento: 

1. Conhecer os processos liminológicos, fluviais, hidrodinâmicos e climáticos relevantes para a avaliação da capacidade de suporte/ resiliência dos corpos de água.
2. Desenvolver modelos matemáticos que representem os processos relevantes para a avaliação da capacidade de suporte e permitam avaliar cenários de cargas poluidoras associadas a diferentes tipos de uso e ocupação do solo e padrões de lançamento.
3. Desenvolver sistema de monitoramento que incorpore medição de campo e modelagem matemática que permitam a contínua avaliação do sistema através de indicadores e o aprimoramento do conhecimento e modelagem do sistema.
4. Desenvolver mecanismos de incentivos e sistemas de regulação para a promoção de eficiência e equidade econômica e a definição de arcabouço institucional para a gestão da qualidade da água.

Abastecimento de Populações

O acesso a água é essencial para a manutenção da vida.  O abastecimento deve contemplar aspectos de quantidade, qualidade, custo e gestão dos serviços.  As populações humanas residentes em pequenas comunidades são o maior desafio para a universalização do abastecimento de água. O problema está associado ao nível de subsídio para a implantação da infra-estrutura e freqüentemente para a operação e manutenção, assim como, ao baixo capital social das populações rurais que usualmente comprometem o gerenciamento do sistema.

Surgem aqui quatro questões: i) quais as tecnologias de abastecimento têm viabilidade econômica, técnica e social? Como identificar esta viabilidade para dada situação concreta?; ii)quais as alternativas de gerenciamento  destas tecnologias de suprimento de água?; iii) como garantir sustentabilidade social, administrativa, técnica e financeira destes sistemas de abastecimento?; iv)qual o custo para universalizar o abastecimento de água? Qual a metodologia adequada para avaliar este custo?

Objetivos e caminhos da pesquisa e desenvolvimento:

1. Desenvolver cesta de alternativas tecnológicas para o abastecimento de populações identificando as boas práticas de projeto, construção, operação e manutenção. Para cada alternativa deve se estimar curvas que associem o custo, a garantia, a quantidade e a qualidade da água fornecida.
2. Desenvolver modelos de gerenciamento do sistema compatíveis como capital social do grupo humano a ser abastecido, assim como, garanta a sustentabilidade social, administrativa, técnica e financeira da solução adotada.
3. Desenvolver metodologia de planejamento regional integrado na escala do Município, Plano de Água do Município (PAM), que identifique as alternativas de solução de abastecimento e potenciais ganhos sinérgicos.
4. Desenvolver metodologia para avaliação de custos de universalização do abastecimento de água e aplicação no Ceará.