A necessidade de mecanismos para resolução de problemas estratégicos e táticos de operações militares possibilitou o surgimento de um método científico baseado em tomada de decisões, a partir de problemas reais, entendido como Pesquisa Operacional. Este método passou a adotar conceitos de outros campos científicos objetivando o desenvolvimento de técnicas operacionais para fundamentar as tomadas de decisão. Estes métodos envolvem a busca de soluções aos problemas através das seguintes fases: i) identificação e formulação do problema, onde são definidos os objetivos e as restrições do sistema e construído o modelo; ii) modelagem, onde se realiza o teste do modelo, avaliação dos resultados, e a validação da solução a ser adotada; e iii) simulação, onde o modelo é implementado e acompanhado para que seja possível realizar as adequações que se fizerem necessárias.
Em planejamento e gestão de recursos hídricos, a pesquisa operacional como método para a resolução de problemas foi introduzida pelo Harvard Water Program – USA, no trabalho denominado ―Design of water resource systems‖, que apresentou as bases da chamada análise de sistemas de recursos hídricos. Esta análise de sistemas pode ser definida como uma técnica aplicada à busca de soluções a prob lemas complexos, empregadas em engenharia de recursos hídricos, adotando a abordagem sistêmica e técnicas computacionais agregadas à modelagem matemática (PORTO; AZEVEDO, 2002).
79 Estes sistemas são definidos como uma forma lógica de apreensão da realidade, que buscam a descrição de alguns detalhes de ―traços‖ da realidade, cujo conjunto permite a percepção de uma condição ordenada voltada para um determinado objetivo (CHRISTOFOLETTI, 1999). De maneira a facilitar o entendimento e o desenvolvimento de pesquisas em sistemas tenta-se representá-los através de modelos, que podem ser compreendidos, sob um aspecto do mundo real, como uma representação simplificada que possibilita a tentativa de reconstrução da realidade. Tucci (1998) destaca que os modelos não podem ser considerados como um objetivo, e sim como ferramentas para se atingir determinados objetivos, através da modelagem de sistemas. Os modelos representam as simplificações necessárias para que o processo de modelagem seja iniciado.
A abordagem sistêmica possibilitou uma forma de estudar melhor os sistemas de recursos hídricos, através da abstração, ou simplificação de um problema complexo, conservando apenas as informações mais relevantes de modo a tornar a busca de soluções a mais eficiente possível. Este fato possibilitou o desenvolvimento de uma grande quantidade de ferramentas de suporte aos tomadores de decisão. A maior parte destas ferramentas é atribuída a sistemas computacionais utilizados como auxiliadores na tomada de decisão, conhecidos como Sistemas de Suporte a Decisões (SSD), e prosperaram em gestão de recursos hídricos graças às facilidades de diálogo entre usuário e computador (PORTO; AZEVEDO, 2002).
A utilização de modelos na gestão de recursos hídricos ao longo dos anos tem ganhado um papel relevante. Silva (2002) comprovou que a construção de um SSD pode funcionar como um instrumento de negociação, a ser adotado entre os diversos agentes interessados, na concepção, implantação e operação de açudes e reservatórios.
Araújo (2004), através da utilização de modelos em gerenciamento de recursos hídricos, realizou a elaboração de cenários alternativos, englobando o diagnóstico de sistemas hídricos em sua estruturação, processo e dinâmica. Almeida (2006) realizou simulações em sistemas hídricos, pela construção de um SSD em integração a um Sistema de Informações Geográficas - SIG, comprovando a aplicabilidade de sistemas de suporte a decisões sobre a previsão de eventos hidrológicos.
80 Giupponi (2007) utilizou dados sobre meio ambiente, aspectos sociais e econômicos na construção de um SSD para a facilitar a formulação de estratégias para proteção e gerenciamento de recursos hídricos, que foram propostas pelos próprios grupos de usuários de água em uma bacia hidrográfica.
Booty et al (2009) desenvolveram um software para o monitoramento dos efeitos ambientais de efluentes industriais. Nesse sistema, utilizou-se uma abordagem multi-critério, prevendo o acompanhamento dos efeitos ambientais, uma ferramenta de avaliação estatística e um sistema de apoio à decisão, para o desenvolvimento de uma interface amigável à análise de dados, visualização e tomada de decisão.
Ferramentas de apoio ao processo decisório, tem buscado métodos de resolução de conflitos envolvendo as múltiplas utilizações da água. Porém, deve-se ressaltar que a modelagem de conflitos por múltiplos usos da água por si só não resolve imediatamente os problemas ambientais, mas podem auxiliar melhoramentos em longo prazo (METCALF et al., 2009).
A modelização de sistemas ambientais para o estudo dos recursos hídricos tem sido historicamente desenvolvida com os mais diversos tipos de modelos associados (CLARK; GELFAND, 2006). Situam-se entre estes mecanismos de resolução, as abordagens que utilizam modelos empíricos, teóricos, probabilístico, mecanicistas, estatísticos, matemáticos, estocásticos, entre outros.
Estes modelos para auxiliar a tomada de decisão podem ser de abordagem quantitativa (LI; HUANG; NIE, 2006; GANJI; KHALILI; KARAMOUZ, 2007; BRAVO; GONZALEZ, 2009), em que são envolvidas relações complexas, necessitando de informações numéricas para alcançar a eficiência na modelização dos conflitos (DAMAZIO; MALTA; MAGALHÃES, 2000; VIEIRA; RIBEIRO, 2005; GETIRANA, 2007; MALTA et al., 2008). Podem estar estruturados em abordagens qualitativas, tendo sido empregados na modelização de sistemas ambientais, especialmente quando dados numéricos não estão facilmente disponíveis (ARAÚJO; SALLES; SAITO, 2004; CARVALHO; MAGRINI, 2006; CHEN; MA; RECKHOW, 2007; PAREDES et al., 2009; VILLA et al., 2009), ou ainda modelos que aproximam abordagens qualitativas, baseado em mapeamento cognitivo, em conjunto com
81 ferramentas quantitativas em modelos de simulação (VAN KOUWEN; SCHOT; WASSEN, 2008).
A escolha da metodologia qualitativa cognitiva para este estudo foi selecionado devido ao fato de que são úteis em situações de conflitos por múltiplos usos da água (SILVA; BARP, 2004; BAGANHA JUNIOR; BARP; BARP, 2007; PEREIRA; BARP, 2007), no domínio dos problemas ambientais, se adequando aos casos em que existem lacunas de dados ou informações, ou quando são incompletas (MCINTOSH, 2003). Além disso, este método revela-se útil para gestão de recursos hídricos (GIORDANO et al., 2005; MAY, 2006).
Nesse sentido, a justificativa da escolha do método concentra-se numa alternativa de abordagem conhecida como mapeamento cognitivo (EDEN, 1998; TYLER, 2001), que se baseia em relações de causa e efeito, e utiliza representação gráfica com símbolos e diagramas conhecidos como grafos orientados (LI; KILGOUR; HIPEL, 2005; ZENG et al., 2006). O mapeamento cognitivo é um método muito bem aceito para a estruturação de problema que envolve a tomada de decisão (EDEN; ACKERMANN, 2002).