1 Enrique Ortega Laboratório de Engenharia Ecológica, FEA, Unicamp, 27 de agosto de 2010 A Política do Crescimento gera graves problemas biosféricos! O

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Enrique OrtegaLaboratório de Engenharia Ecológica, FEA, Unicamp, 27 de agosto de 2010

A Política do Crescimento gera graves problemas biosféricos!

O Decrescimento pode ser a solução?Qual seria a Política do Decrescimento?

http://www.unicamp.br/

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Agricultura e Produção de Alimentos

Uma gestão humana irracional e voraz fez com que os sistemas agrícolas perdessem sua capacidade de renovar a fertilidade natural:

1. Destruição das florestas nativas remanescentes;2. Uso de adubos naturais de outras regiões;3. Uso de fertilizantes químicos;4. Perda da integração entre agricultura, pecuária,

silvicultura e cultura ecológica;5. Excesso de mecanização (perda do trabalho

humano rural, êxodo e migrações, favelização);6. Uso de pesticidas e herbicidas (agrotóxicos);7. Uso de sementes transgênicas.

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R1

NR

Estoques biológicos

Agricultura, pecuária e silvicultura Curso-de-água

Produtos agrícolas

FR

Energia degradada

Serviços ambientais

Contribuições renováveis da natureza dependentes da biodiversidade

Acumulo interno

SAÍDASR2

Energia renovável

ENTRADAS

NN

Estoques antrópicos

Feedback renovávelda Economia externa

Depreciação

WT

Resíduos

Modelo agroecológico

4

Modelo agroquímico

R1

NR


FN

Agricultura

Energia degradada

Contribuições renováveis da natureza dependentes da biodiversidade

Feedback não renovável da Economia externa

R2

Energia renovável

ENTRADAS

NN

Estoques antrópicos

WT

Resíduos

Materiais e serviços externos (de tipo industrial e urbano)

ACUMULO INTERNO

Produtos agrícolas

Curso-de-águaResíduos, dejetos

Produtos agrícolas


SAÍDAS

Emissões

Perda do capital natural

Curso-de-água limpo


SAÍDAS após cuidados

Emissões de gases neutralizadas

Capital natural e social reparado

FNFR

Externalidades negativas

Inclusão dos custos ocultos para a sociedade

5R1

R2

R3

N

S

M

SA

As externalidades negativas dos sistemas agrícolas exigem serviços adicionais (custos extras)

da economia e dos ecossistemas. Por exemplo: os cuidados especiais com as mudanças climáticas.

Não renováveis

Renováveis

Sustentabilidade

20301930 tempo

6

Perda do capital natural


(Estoques e fluxos de água)

Resíduos e dejetos

(Gases de efeito estufa)

Produção agrícola

Investimentos e custos

Concentração de área

Preço dos insumos

Lucro por hectare

Preço dos produtosMargem de lucro

Problemas sociais e climáticos

Concentração da riqueza

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RN

F

Renováveis / Recursos totais

Ren = renewability = ----RY

Saldo líquido de emergia

EYR = yield ratio = ----YF

Eficiência: Produto/Entradas

Ef = 1/transformity = ----EY

Recursos pagos / Gratuitos

EIR = investment ratio = ----FI

RN

F

R

N

F

R

F

N

P

Sistema degradado sem fertilidade

Sistema regenerado ecologicamente

Recursos renováveis


Produtos


R

N

F

Fluxos agregados de emergia

Índices de emergiaFeedback da economia

Intensificação do uso de insumos externos

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Agricultura Sustentável e AlimentosUma gestão solidária e ecológica dos sistemas agrícolas pode recuperar a capacidade de renovação da fertilidade natural, por meio de:

1. Recuperação das florestas nativas (APP e RL);2. Uso de adubos locais e reciclagem;3. Evitar ao máximo o uso de fertilizantes químicos;4. Reintegração das relações entre agricultura,

pecuária, silvicultura e cultura ecológica;5. Reduzir a mecanização e gerar trabalho humano

de boa qualidade;6. Não usar pesticidas nem herbicidas tóxicos;7. Não usar sementes transgênicas e, em vez disso,

promover os bancos de sementes locais.

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Após o crescimento: o declínio

A história da civilização mostra um pulso de crescimento provocado pelo uso intenso de recursos não renováveis e pelo consumo predatório de recursos renováveis.

Tempo

Etapa 1 Crescimento aproveitando recursos com

grande potencial energético

Etapa 2 Climax

Etapa 3 Declínio

Etapa 4 Restauração do

ecossistema com baixa intensidade energética

Bens,infra-estrutura, população e informação

Nós nos encontramos hoje no clímax, o momento máximo do pulso de crescimento.Quais são as etapas seguintes?

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A visão sistêmica

Energias renováveis

Recursos não renováveis

Biomassa animal

Biomassa vegetal

ConsumidoresProdutores


Tempo



Etapa 2 Climax

Etapa 3 Declínio


ecossistema com baixa

intensidade energética


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Sintomas do colapsoO estouro da bolha financeira estava previsto, já que não é possível produzir riqueza real somente com dinheiro.

Não é tempo de tentar fugir precipitadamente e sim de se informar e atuar coletivamente. A reflexão sistêmica da realidade permite visualizar soluções e oferecer conselhos para a inflexão e o declínio.

A escassez de petróleo, cujo preço disparou às alturas, precedeu e catalisou a explosão da bolha financeira.

A solução adotada (criar dinheiro sem lastro físico) apenas retarda a solução.

H. T. Odum

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O sistema depende da energia fóssil

No mundo atual, a produção econômica, o estresse ambiental, o compartilhamento da informação, o comércio e a mobilidade das pessoas são coisas de âmbito global e dependem da energia fóssil cujo uso se iniciou 200 anos atrás.

http://delmontpda.wordpress.com/2009/12/11/why-quit-fossil-fuels/

http://delmontpda.wordpress.com/2009/12/11/why-quit-fossil-fuels/

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Mudou até a forma de pensar

O processo de inovação científica e tecnológica possibilitou a alguns grupos humanos o domínio da enorme potência contida nos combustíveis fósseis.

O crescimento da indústria, do comércio e das comunicações mudou nossa visão espacial; hoje em vez de pensar em termos de um território com recursos naturais, com assentamentos rurais e vilas e cidades sustentáveis.

Somos levados a pensar e atuar por uma economia global sem avaliar a capacidade de suporte natural.

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Capacidade de suporte natural Capacidade de suporte baseada em estoques de duração curta

http://bad.eserver.org/issues/2004/65/hoods_from_sky_small.jpg

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Um novo olhar é necessário:Emergia: a medida biosférica do ‘valor’

A emergia é a medida do trabalho que a natureza realiza, através de processos físicos, biológicos e humanos, para produzir um recurso. O trabalho incorporado constitui a energia útil do recurso.

A metodologia emergética exige a elaboração de diagramas para representar os fluxos de energia, materiais e informação nos ecossistemas.

Para medir a emergia de um recurso é necessário conhecer as transformações de energia e materiais que ocorrem nos ecossistemas e na biosfera.

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Diagrama de fluxos de emergia da biosfera

Crostra terrestre

Energia solar

Oceanos

Atmosfera

Civilização humana

Pessoas

Flora e fauna

Biodiv.

Tempe-ratura

CO2

Tempe-ratura

CO2

Tempe-ratura

CO2

albedo

Energia gravitacional

da Lua

Calor interno da TerraDissipação de

calor da baixa intensidade

3,83 8,06

3,93

x 1024 seJ/anoUnidades dos fluxos:

Biosfera

Fluxos internos não renováveis: 34,3

Emergia externa total:3,93+3,83+8,06 = 15,82

Energia fóssil Mineriais

X

34,3


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Fluxos de energia na biosfera sem a civilização humana

Y = 3,93 + 3,83 + 8,06Emergia total: 15,82

A intensidade emergética de um recurso na biosfera é denominada Transformidade

Energia solar

Atmosfera, oceanos, crosta terrestre

Flora e fauna

Biodiv.

Estoques de recursos da

biosfera

albedo


da Lua

Calor interno da Terra

3,83 8,06

3,93

x 1024 seJ/anoUnidades dos fluxos: Biosfera

(J/ano) recurso do energia de Fluxo

(seJ/ano) recebida Total EmergiaTr

(kg/ano) recurso do Massa


Fluxos internos da biosfera

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Fluxos de energia com a civilização humana

Energia solar

Energia fóssil


Mineriais


Pessoas

Flora e fauna

Biodiv.


biosfera

albedo


da Lua


X

3,83 8,06

3,9334,3


x 1024 seJ/anoUnidades dos fluxos:

Biosfera

Y = 15,82 + 34,3 Emergia total: 50,12

Tempo



Etapa 2 Climax

Etapa 3 Declínio


ecossistema com baixa

intensidade energética


Consumo atual = 3 Planetas

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Diagrama de fluxos de energia em um ecossistema antrópiconão renovável

Energia solar

Energia fóssil


Mineriais


Pessoas

Flora e fauna

Biodiv.


biosfera

albedo


da Lua


X

3,83 8,06

3,9334,3


x 1024 seJ/ano Biosfera

Energia solar

Flora e fauna

Biodiv.

Estoques de recursos

albedo

R1

FN


Sistemas agrícolas

R2

R3

R4

N

Sistemas urbanos

Sistema antrópico de consumo

Pessoas Sistema antrópico de produção vegetal

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Importância do uso da emergiaPodemos converter qualquer fluxo de recursos que ocorra na Biosfera em termos de emergia (Joules de energia solar equivalente, seJ)

Considerando:

Se temos o valor do fluxo em unidades de massa ou energia, podemos usar sua Transformidade para obter seu valor em emergia solar equivalente.

(J/ano) recurso do energia de Fluxo


(kg/ano) recurso do Massa


dadeTransformi x recurso do Energiarecurso do Emergia

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Exemplo de tabela de transformidades (emergia por unidade, EPU)

ITEM (* indicates secondary source)

YEAR PLACE UNIT

TRANSFORMITY

(apply 1.68 factor for

items calculated

before 2000)

REFERENCE (endnote format)

Total renewable emergy flow2000

15.83 E24 sej/yr

[Odum, 2000, Folio #1]

Sunlight2000 World sej/J 1,00E+00


Deep earth heat, J2000 World sej/J 1,20E+04


Tidal energy, J2000 World sej/J 7,39E+04


Wind circulation (Global), J2000 World sej/J 2,45E+03


Rain, precipitation on land (Global), g 2000 World sej/g 1,45E+05


Rain, precipitation on land (Global), J 2000 World sej/J 3,05E+04


Average river flow, g2000 World sej/g 4,00E+05


Average river geopotential, J2000 World sej/J 4,70E+04


Average river chem. Energy, J2000 World sej/J 8,10E+04


Water withdrawal1996 USA sej/J 4,10E+04

[Odum, 1996, accounting]

http://www.emergysystems.org/folios.php

http://www.emergysystems.org/folios.php

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Colocando todos os fluxos em termos de emergia (seJ) pode-se calcular a renovabilidade de um sistema produtivo

Energia solar

Flora e fauna

Biodiv.

Estoques de recursos

albedo

R1

FN

Sistemas agrícolas

R2

R3

R4

NSistema antrópico de produção vegetal

FR

Y

RitotalEmergia

renovávelEmergiadadeRenovabili

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Análise sistêmica da sustentabilidade

Energiasrenováveis Produtores

Q1

Q4

Produção

Consumi-dores

Q2

Decom-positores

Q3

Consumo

Acoplamento dinâmico (cíclico) entre a biocapacidade (produção renovável) e consumo

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A perspectiva científica da Ecologia de Sistemas:

Tempo

Est

oque

s in

tern

os

Q1Q2

Ciclos de produção lenta e consumo rápido.

produção consumo nutrientesQ2

Energiasrenováveis Produtores

Q1

Consumi-dores

Q2

Sistema natural, alta diversidade e complexidade.

Decom-positores

Q3

Q4

Na natureza se estabelece um sistema cíclico através do qual se consegue o equilíbrio dinâmico entre os

consumidores e seu meio.

Os sistemas de Produção e Consumo podem ser sustentáveis ... mais eles

devem ser auto-ajustados.O consumo depende da capacidade natural de produção .. que é limitada!

O consumo deve ser limitado!

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Metabolismo Campo-Cidade

Consumi-dores

Q3

Decom-positores

Q4

NR


Alimentos, fibra e energia

Efluentes, emissões

Resíduos

Produtos e serviços da economia urbana

Materiais não renováveis

Maiores efluentes e emissões(produção industrial com novas entradas

Serviços ambientais adicionais(população maior)

Energiasrenováveis

Mata nativa

Q1

Q4

ProduçãoQ2

Q4

Consumi-dores locais

Q3

Efluentes, emissões

Energiasrenováveis

Mata nativa

Q1Q4

Consumo da cidade > Produção do campo → Déficit

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R

N

Atividades agrícolas

Perdas internas

Produtos agrícolas

F


INPUT

Estoques internos

OUTPUT

I = R + NM = MR + MN

Y = I + F

E = sum (Ei)E = energy of products

Fluxos não tratados (alto impacto)

R

Resíduos e contaminantes

Fluxos tratados (baixo impacto)

Emissões gasosas

F = M + S

S = SR + SN

Despesas adicionais (mais Feedback)Mata nativaR

Tratamentos e cuidados especiais

A2

A1

A3

A2: Área para fornecer serviços ambientais locais e regionais

A1: Área para alimentos, fibra, animais e produção de energia

A3: Área para absorção do impacto social e ambiental.

A produção rural exige um projeto de Engenharia Agroecológica

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Reserva florestal, área de

preservação permanente


Área agrícola

Área de produção animal

Brejos e várzeas

Estrutura familiar agregada

$ Popu-lação

Cidade

Governo

UHE

Biomassa (P,N)

Empresas

$

Sistema produtivo

Florestas inundadas e meandros naturais e

artificiais, compostagem, secado e peletização

Biomassa (P,N)

Água poluída

Água eutrofizada

Rações balanceadas, fertilizantes químicos, herbicidas

Água de boa qualidade para os cursos d’água e represas da usina hidrelétrica

$

$


Produtos agrícolas (matéria-prima)

Carne (alimento semi-processado)

Resíduos


Indústria

Petróleo, carvão,

gases

Matérias-primas e alimentos semi-processados

Infra-estrutura da

indústria

População

$

Controle social

Produtos industrializados

Tratamentos na cidade

Tratamentos na usina

Usina hidrelétri-ca (UHE)

$

Casas, vilas

cidades

$

insumos

Despesas altas

Recursos naturais

CH4, CO2, NOX, águaeutrofizada,sedimentos

insumos

Sistemas integrados: agricultura, suinocultura,

silvicultura e alagados.

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A auto-regulação da biosfera.

Por meio da auto-organização, os sistemas desenvolvem os componentes e interações que maximizam o fluxo de potencia emergética útil.

Na natureza prevalecem os sistemas cuja estrutura se adapta para usar a potência disponível (que varia com o tempo) mudando a forma de produção e consumo, reforçando a entrada dos recursos vitais e usando-os eficientemente.

O potencial e a qualidade dos recursos da biosfera mudou .... e está em situação crítica! A sociedade global deve se adequar a nova situação rapidamente.

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A visão sistêmica

Parques, jardins e hortas

Biodiversidade

Floresta nativaSistemas agro-florestaisSilviculturaAgriculturaCriação animalAqüiculturaIndustria rural

Energia renovável externa

Ecossistemas preservados

População urbana

Pessoas

Estruturas econômicas

Alimentos, agroenergia, fibras,

produtos processados, serviços ambientais.

Estruturas, bens e

serviços

Bens e serviços

econômicos

Populaçãorural

Pessoas

MineriaisEnergias fósseis

30

Ciclagem de resíduos, efluentes e emissões.Efeito estufa controlado


Biodiversidade


Gases capturados ou oxidadosMetais pesados absorvidos

Substâncias tóxicas decompostasNitrogênio e fósforo devolvidos

como nutrientes



NutrientesNPK

População urbana

Pessoas




Estruturas, bens e

serviços

Bens e serviços

econômicos

Populaçãorural

Pessoas

X


Emissões: CO2, CH4, NOX, SOxEfluentes: N, P, substâncias tóxicasResíduos sólidos: metais pesados

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Aquecimento acima de 2C: perda das funções de regulação dos ciclos biogeoquímicos da biosfera


Biodiversidade


Gases capturados ou oxidadosMetais pesados absorvidos

Substâncias tóxicas decompostasNitrogênio e fósforo devolvidos

como nutrientes



Emissões: CO2, CH4, NOX, SOxEfluentes: N, P, substâncias tóxicasResíduos sólidos: metais pesados

Gases de efeito estufa

NutrientesNPK

Estoques fósseis de carbono: permafrost,

clatratos, calotas polares, geleiras, cumes gelados

População urbana

Pessoas




Estruturas, bens e

serviços

Bens e serviços

econômicos

Populaçãorural

Pessoas

X


X

Aquecimento da atmosfera

(limite máximo: 2oC)

X

Grandes volumes de

gases de efeito estufa

32

Conceitos para o declínio próspero.

3. Os gradientes de energia (renovável ou não) geram auto-organização que pode ser renovável ou não.

1.A energia é a base do funcionamento de todos os sistemas (incluindo as sociedades humanas) porém a energia pode ser renovável ou não.

2. Hoje os combustíveis fósseis fornecem mais emergia ao mundo do que todas as outras fontes renováveis somadas.

4. O uso de energia fóssil durante dois séculos resultou em uma grande presença humana no mundo.

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5. Nenhuma energia renovável pode competir com a quantidade, qualidade e saldo líquido da energia dos combustíveis fósseis.

6. O “Pico de Extração de Petróleo” vai gerar saldos cada vez menores de energia líquida, isso significa que o crescimento que ocorreu nos 200 anos passados dará lugar a um clímax temporário e logo depois a um grande declínio.

7. Os componentes da sociedade humana global também vão ter um pico e depois irão contrair a diferentes taxas.

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8. Quando a humanidade decidir abandonar o paradigma de crescimento e adotar o paradigma da transição para o Desenvolvimento realmente Sustentável haverá então as condições para o esclarecimento e será recuperada a capacidade de auto-organização.

9. Há muitas coisas que podemos fazer para sustentar nossas nações durante a transição.

10. Há muita coisa a fazer para cuidar de nosso sustento durante a transição.

11. Há muito que fazer para conseguir um declínio ‘próspero’ global. Durante o declínio teremos que reorganizar as cidades e reintegrá-las com as regiões rurais que estão em torno delas.

35

12. Devem ser estabelecidas “Políticas Públicas para o Decrescimento” para as cidades poderem enfrentar o declínio de forma próspera.

13. A paisagem e os assentamentos humanos devem ser reorganizados visando o aproveitamento mais racional do ciclo hidrológico e dos recursos locais.

14. Durante o declínio precisaremos recuperar a cobertura biótica, a fertilidade natural, a produtividade ecossistêmica, a diversidade e os assentamentos humanos no meio rural.

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15. Durante o declínio deve-se preservar o conhecimento dos diversos estágios da civilização humana para serem usados no futuro, quando os ecossistemas recompostos permitir novos pulsos de crescimento.

E finalmente, de forma paradoxal:

Assim como foi feito pelos monastérios da Europa na Idade Média que preservaram a Cultura Grega mesmo sem a compreender nem a usar.

http://bp0.blogger.com/_NttiEw5G2yU/R_VkacHE46I/AAAAAAAAAR8/Y7_br7Uq5GE/s1600-h/F_P_ab4.jpg

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Juramento do Engenheiro• Prometo que, no cumprimento do meu dever profissional

não me deixarei cegar pelo brilho excessivo da tecnologia, esquecendo-me completamente de que trabalho para o bem da Humanidade e não da máquina.

• Respeitarei a Natureza, evitando projetar equipamentos e processos que destruam o equilíbrio ecológico ou poluam o meio ambiente.

• Colocarei todo o meu conhecimento científico em prol do conforto e desenvolvimento do ser humano.

• Assim sendo, estarei em paz, comigo e com Deus.

• Prometo ainda, dignificar a minha profissão, consciente das responsabilidades, observando a ética e o respeito à pessoa humana, objetivando o desenvolvimento social para a grandeza do Brasil.

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1 Enrique Ortega Laboratório de Engenharia Ecológica, FEA, Unicamp, 27 de agosto de 2010 A Política do Crescimento gera graves problemas biosféricos! O