Evaluation of water quality : proposal for a new index founded on the Fuzzy logic

Qualidade da água é um aspecto fundamental do ambiente para a saúde. Índices de Qualidade das Águas – IQA’s são operadores matemáticos que processam um conjunto de indicadores analíticos, produzindo um resultado numérico indexado, capaz de expressar a qualidade da água. O IQA mais difundido e aceito mundialmente é o proposto pela National Sanitation Foudantion - NSF, estando fundamentado na lógica clássica. No presente artigo, apresenta-se um novo IQA, alicerçado na lógica fuzzy, cujos conjuntos não têm fronteiras rigidamente definidas e incluem variáveis linguísticas em sua matriz de decisão, produzindo estimativas de um sistema não linear complexo, sem recorrer a modelos matemáticos. Para validá-lo, comparou-se os seus resultados com os obtidos pela aplicação do IQA da NSF durante 24 meses, fazendo uso das amostras de água do Rio Pimenta Bueno (Rondônia, Brasil). As comparações realizadas indicam que o IQA fuzzy é mais sensível do que o IQA da NSF às variações dos valores dos parâmetros que os compõem. O IQA fuzzy configurado por meio do software MATLAB, com as funções de agregação gaussianas, mostrou-se viável, seguro e mais flexível para avaliação da qualidade da água, podendo, portanto, ser considerado válido para classificação da qualidade da água de outros mananciais hídricos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTWater Quality Indexes (IQA) are mathematical operators that process a set of analytical indicators, producing a indexed numeric result, able to express the water quality. The IQA most world widely used and accepted is proposed by the National Sanitation Foundation - NSF and is based on classical logic. This work presents a new IQA based on fuzzy logic, whose boundaries are not rigidly defined and include linguistic variables in its decision matrix, producing estimates of a complex nonlinear system, without resorting to mathematical models. In order to validate it, the results were compared with those obtained using the IQA of NFS for 24 months, using water samples from the Pimenta Bueno River (Rondônia, Brazil). The comparisons realized indicates that the fuzzy IQA is more sensitive than the NSF IQA to variations of parameter values that compose them. The fuzzy IQA set by the MATLABÒ software, with Gaussians aggregations functions, revealed viable, safe and more flexible to evaluate water’s quality, therefore it can be considered valid valid to classify the water’s quality from other water’s sources