Se você mora em um mundo desenvolvido, a água potável geralmente está a apenas uma abertura da torneira. E ainda, aquecimento global, condições de seca, e o crescimento populacional nas próximas décadas pode mudar isso, inaugurando uma era de acesso incerto à água.

Agora, uma equipe de pesquisa baseada no MIT avaliou esses problemas potenciais e, com base em um estudo de caso na Austrália, sugeriu uma abordagem alternativa para o planejamento hídrico. Em um novo jornal, os pesquisadores descobriram que muitas vezes há um forte argumento para construir relativamente modesto, acréscimos incrementais à infraestrutura hídrica em países avançados, em vez de projetos caros em larga escala que podem ser necessários apenas raramente.

Mais especificamente, o estudo analisa a cidade de Melbourne, onde uma seca de 12 anos de 1997 a 2009 levou à construção de uma instalação de $ 5 bilhões, a Usina de Dessalinização Vitoriana. Foi aprovado em 2007 e inaugurado em 2012 - em um momento em que a seca já havia diminuído. Como resultado, a planta mal foi usada, e sua inatividade, combinado com seu alto preço, gerou considerável controvérsia.

Como uma alternativa, o estudo sugere, menor, usinas de dessalinização modulares poderiam atender às necessidades de Melbourne a um preço mais baixo.

"Se você construir muita infraestrutura, você está construindo centenas de milhões ou bilhões de dólares em ativos de que talvez não precise, "diz Sarah Fletcher, candidato a PhD no Institute for Data do MIT, Sistemas, e Sociedade (IDSS), quem é o autor principal do novo artigo.

Para ter certeza, Fletcher acrescenta, "Você não quer estar em uma situação em que tenha menos abastecimento de água do que demanda." Como tal, o estudo não argumenta que uma única solução se aplica a todos os casos, mas apresenta um novo método para identificar o melhor plano - e observa que, em muitos casos, "aumentos moderados de investimento, junto com um design de infraestrutura flexível, pode mitigar o risco de escassez de água significativamente. "

O novo jornal, "Planejamento de infraestrutura de abastecimento de água:estrutura de tomada de decisão para classificar várias incertezas e avaliar o projeto flexível, "foi publicado recentemente online no Journal of Water Resources Planning and Management, e aparecerá no volume de impressão de outubro de 2017.

Os co-autores são Fletcher, que também é afiliado ao Programa Conjunto do MIT sobre Ciência e Política de Mudança Global; Marco Miotti, aluno de doutorado em IDSS; Jaichander Swaminathan, um aluno de doutorado no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT; Magdalena Klemun, aluno de doutorado em IDSS; Kenneth Strzepek, cientista pesquisador do Programa Conjunto do MIT sobre Ciência e Política de Mudança Global e professor emérito de engenharia da Universidade do Colorado; e Afreen Siddiqi, um cientista pesquisador no IDSS.

Siddiqi visitou Melbourne durante sua seca histórica e aprendeu com especialistas locais sobre o desafiador problema de abastecimento de água da cidade. A gênese do estudo atual vem da investigação de Siddiqi no caso de Melbourne e da avaliação de que o complexo problema da segurança hídrica urbana está na interseção do projeto de engenharia e do planejamento estratégico.

A nova estrutura da equipe do MIT para análise de abastecimento de água incorpora várias incertezas que os formuladores de políticas devem enfrentar nesses casos, e executa um grande número de simulações de disponibilidade de água ao longo de um período de 30 anos. Em seguida, apresenta aos planejadores uma árvore de decisão sobre quais opções de infraestrutura são mais bem calibradas para suas necessidades.

As incertezas significativas incluem as mudanças climáticas e seus efeitos sobre as chuvas, bem como o impacto da escassez de água e do crescimento populacional.

Ao estudar o caso de Melbourne, os pesquisadores analisaram seis alternativas de infraestrutura, incluindo vários tipos de usinas de dessalinização e um possível novo gasoduto para fontes mais distantes, e combinações dessas coisas.

"A principal contribuição metodológica para o artigo é esta estrutura para olhar para diferentes incertezas de diferentes tipos e colocar tudo isso junto em uma única análise, "Fletcher diz.

Os resultados destacam um problema incômodo no planejamento do acesso à água:a escassez pode ser aguda, mas podem durar períodos de tempo relativamente curtos.

Por exemplo, a equipe correu 100, 000 simulações de condições de 30 anos em Melbourne e descobriram que em 80 por cento de todos os anos, não haveria nenhuma escassez de água. E ainda, pelos anos em que as condições de seca se mantiveram, grandes faltas de água eram mais comuns do que pequenas faltas de água.

Como resultado, quando os custos foram incluídos na análise, simplesmente construir nenhuma nova infraestrutura era a melhor opção em cerca de 50% das vezes. Contudo, não fazer nada também era a "alternativa de pior desempenho" em cerca de 30% das vezes.

É por isso que a opção de construir usinas de dessalinização menores pode fazer sentido. A usina de Melboune construída pode produzir 150 milhões de metros cúbicos de água por ano. Mas nas simulações da equipe do MIT, construir uma usina de dessalinização com metade desse tamanho geralmente funciona bem:foi a opção de melhor desempenho em 20 por cento das simulações, e nos três primeiros de 90 por cento das simulações. Nunca foi, em todos os 100, 000 simulações, a pior ou a segunda opção de pior desempenho.

Além disso, Fletcher aponta, construir um tamanho menor no início dá aos planejadores a capacidade de colocar uma nova planta online mais rapidamente e, em seguida, aumentá-la, se necessário.

"Você só constrói um certo número de módulos no início, e você pode adicionar um certo número mais tarde, "Fletcher diz." Isso é diferente de construir uma pequena fábrica e depois outra pequena fábrica. Você está sendo proativo e planejando se adaptar no futuro. "

Então, pensando pequeno, Neste cenário, faz bastante sentido. Mas, como os pesquisadores reconhecem, os resultados exatos de seu estudo provavelmente variam de região para região, dependendo de todos os fatores climáticos e populacionais que afetam o abastecimento de água.

Mesmo assim, eles acham que sua nova estrutura de estudo pode pelo menos ajudar os planejadores a argumentar que construir em uma escala menor pode posicionar melhor as cidades e os países no longo prazo. Ou, como Siddiqi coloca, "construindo em uma escala menor, mas planejar grande "pode ​​ser a abordagem ideal.

"Estamos acostumados a construir usinas de dessalinização em grande escala, e há menos história de construção de plantas mais modulares, "Fletcher diz." É um desafio porque esses são grandes investimentos com longa vida útil. Mas se você pensar em uma planta modular como uma apólice de seguro contra seca, talvez você queira tê-lo por perto. "

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.