GEOENGENHARIA, MUDANÇAS GLOBAIS E FUTURO DO PLANETA · aproveitamento dos recursos minerais da Terra e ... depois de descrever a sua constituição em termos ... Os recursos do planeta

GEOENGENHARIA, GEOENGENHARIA,

MUDANÇAS GLOBAIS EMUDANÇAS GLOBAIS E

FUTURO DO FUTURO DO PLANETAPLANETA

AULA AULA DE JUBILAÇÃODE JUBILAÇÃO

IST, 14 de Abril de IST, 14 de Abril de 20112011

C. Dinis da Gama


SUMÁRIO

Como indica o título, este trabalho é dividido em três partes:

O conceito de GEOENGENHARIA, nos seus aspectos restrito(ou convencional) e lato (ou planetário).

Apontam-se as principais características destes domínios do saber ealgumas das suas intervenções mais relevantes.

Segue-se o polémico e actualíssimo tema das MUDANÇASGLOBAIS, encarado à luz das éticas utilitaristas,conservacionistas e preservacionistas.

Procura-se um equilíbrio entre tais abordagens, tendo em vista a

Para concluir, ensaia-se uma transição dos temas científicos para osde índole existencial, tentando vislumbrar como a Engenharia poderácontribuir (rotineiramente e emergencialmente) para a sobrevivênciado planeta e da própria humanidade.

Procura-se um equilíbrio entre tais abordagens, tendo em vista aformulação de princípios compatíveis com o DesenvolvimentoSustentável.

Tais assuntos conduzem inevitavelmente à meditação sobre o FUTURO DO PLANETA.

Afloram-se as mais antigas interrogações do género humano, desde a origem do Universo ao aparecimento da Vida, até aos desafios expectáveis que nos estarão reservados.

1ª PARTE – A GEOENGENHARIA

DOIS ÂMBITOS:

RESTRITORESTRITO (TRADICIONAL, OU CONVENCIONAL) (TRADICIONAL, OU CONVENCIONAL) LATOLATO (RECENTE, OU PLANETÁRIO)(RECENTE, OU PLANETÁRIO)

Geoengenharia, sentido restrito:

É a utilização das metodologias oriundas daMecânica dos Solos, Mecânica das Rochas,Geologia de Engenharia e Geotecnia para a soluçãode problemas técnicos relacionados com oaproveitamento dos recursos minerais da Terra ecom o desenvolvimento material da sociedadehumana, envolvendo a optimização económica eecológica dessas soluções.

Primórdios da GEOENGENHARIA

IST - Área Científica de GEOENGENHARIA

DISCIPLINAS ACTUALMENTE LECCIONADAS NA LICENCIATURA E MESTRADO EM ENGª GEOLÓGICA E DE MINAS:

Mecânica das Rochas

Mecânica dos Solos

Recursos Mineiros

Dinâmica dos Solos e Rochas

Exploração de Minas

Geotecnia AmbientalGeotecnia Ambiental

Geomecânica Avançada

Gestão Mineira

Métodos Computacionais em Engª Geológica e de Minas

Projecto de Túneis

Segurança, Saúde e Ambiente

Estabilização de Maciços Rochosos

Construção Pesada

Exploração de Pedreiras

Obras de Geoengenharia, sentido restrito

TALUDES NATURAIS

TALUDES DE ESCAVAÇÃO

ATERROS

MINAS A CÉU ABERTO

MINAS SUBTERRÂNEAS

TÚNEIS (Rodoviários, Metroviários, Hidráulicos, etc.)Hidráulicos, etc.)

CAVERNAS

Exemplos de Geoengenharia, sentido restrito

ESTABILIDADE ESTABILIDADE DE TALUDES NATURAIS DE TALUDES NATURAIS –– Caso de SantarémCaso de Santarém

SANTARÉMPrincipais áreas de instabilização de barreiras

O principal mecanismo de instabilização é a chuva intensa.

Para a região de Santarém foi determinado um limite de pluviosidade segura até 22 mm/h, acima do qual haverá deslizamentos severos.


ESTABILIDADE ESTABILIDADE DE TALUDES DE MINAS A CÉU ABERTODE TALUDES DE MINAS A CÉU ABERTO


Mina de cobre/molibdénio de Brenda, British Columbia, Canadá


ESTABILIDADE ESTABILIDADE DE TALUDES DE DE TALUDES DE ESCAVAÇÃOESCAVAÇÃO

Mina de cobre de Cerro Verde, Peru


ESTABILIDADE ESTABILIDADE DE TALUDES DE TALUDES NATURAIS E DE ESCAVAÇÃONATURAIS E DE ESCAVAÇÃO

Mina de urânio de Poços de Caldas, MG, Brasil



Pedreira de Mármore de Carrascal, Borba

EXEMPLO DE APLICAÇÃO: O colapso do Túnel do Metrode Lisboa, na Estação Terreiro do Paço, em 9 de Junho de 2000.

DADOS DA SITUAÇÃO: D=9.52 m; Z=19.45 m; i=10.5 m


IMPORTÂNCIA DOS ESTUDOS DE RETROANÁLISEIMPORTÂNCIA DOS ESTUDOS DE RETROANÁLISE


Evolução da metodologia de análiseEvolução da metodologia de análise

aa)) Abordagem determinística (geotécnica)Visa determinar as condições de segurança ao deslizamento dostaludes, depois de descrever a sua constituição em termosgeológicos, seguida da caracterização das suas propriedadesgeotécnicas, para calcular o respectivo Factor de Segurançaatravés de expressões adequadas de cálculo.

b)b) Abordagem probabilística (geoengenharia)

C0 - Custo de escavação e construção do talude;Pc - Probabilidade de colapso do talude;D - Custo dos danos resultantes do deslizamento;R - Custos de reconstrução.

b)b) Abordagem probabilística (geoengenharia)A inclinação óptima de um talude resulta da minimização do seucusto generalizado.

C0

Pc(R + D)

Cg

Inclinação do taludeValor óptimo

Min.


Evolução da metodologia de análiseEvolução da metodologia de análise

cc)) Abordagem tridimensional – Fs 3D

IC9 - Deslizamento de 01-03-2010

Refª:INPI Patente Nacional nº 103.244 concedida em 16-11-2005.



d)d) Abordagem de Geoengenharia (sentido lato)Substituição das noções restritas de estabilidade geotécnica peloconceito, mais alargado, de estabilidade generalizada, comcomponentes ecológicas e geotécnicas.Novo Custo Generalizado:

ΣΣΣΣD - Prejuízos causados ao Ambiente pela eventual rotura,incluindo agressões à paisagem, perdas de habitats, etc.

ΣΣΣΣR - Somatório dos custos de reconstrução, revegetação, repovo-amento animal, etc.

A Academia Nacional de Ciências dos E.U.A. definiu

Geoengenharia, sentido lato

DEFINIÇÕES:

O conceito recentemente adoptado no Sec. XXI, começou porenvolver a intervenção das diversas áreas científicas aplicadasno controle dos efeitos da civilização humana sobre assupostas mudanças climáticas no planeta

A Academia Nacional de Ciências dos E.U.A. definiuGeoengenharia como o conjunto de metodologias que envolvemaplicações de Engenharia de larga escala sobre o ambiente daTerra, a fim de combater ou contrabalançar os efeitos dasmudanças físico-químicas na atmosfera e bioesfera.

DEFINIÇÃO GENÉRICA: Manipulação intencionalda Natureza para compensar e minimizar osdanos causados pela humanidade e pelosfenómenos planetários adversos.

Geoengenharia, sentido lato

ALGUMAS ÁREAS DE APLICAÇÃO RELEVANTES:

1 - Armazenamento de resíduos radioactivos no sub-solo: YuccaMountain (E.U.A.), Gorleben (Alemanha), West Cumbria(Inglaterra), Mutsuogawara (Japão), Olkiluoto (Finlândia), etc.

Exemplos de geoengenharia, sentido lato

2 - Sequestração geológica de CO2: Ilhas de Sleipner e Snohvit, Mongstad (Noruega), Alemanha, Austrália, etc.

3 – Gasificação subterrânea de carvão: China, Índia, Austrália, África do Sul, etc.

1 1 -- Armazenamento Subterrâneo de Resíduos Armazenamento Subterrâneo de Resíduos RadioactivosRadioactivos

ALTERNATIVAS DISPONÍVEIS


1 1 -- Armazenamento Subterrâneo de Resíduos Armazenamento Subterrâneo de Resíduos RadioactivosRadioactivos


CICLO DO URÂNIO

1 - Armazenamento Subterrâneo de Resíduos RadioactivosEXEMPLOS


Yucca Mountain, Nevada, EUAWest Cumbria, Inglaterra

Gorleben, AlemanhaOlkiluoto, Finlândia

OBJECTIVOS

A injecção de CO2 a alta pressão em reservatórios geológicos relativamenteprofundos constitui uma solução adequada para a redução deste composto naatmosfera.

A sequestração geológica do CO2 é um problema relativamente simples seconsideramos que as rochas não são reactivas: nesta suposição, o CO2 distribui-se entre a fase líquida aquosa e a fase gasosa, com a solubilidade do gásdependendo da temperatura, pressão e a composição das duas fases.

2 2 –– Sequestração geológica de COSequestração geológica de CO22


Porém, o problema poder ser mais complexo, pois as reacções dedissolução/precipitação da estrutura mineral das rochas ocorrem e têm que serconsideradas. Além da complexidade determinada pelos muitos compostosquímicos envolvidos neste sistema, a cinética das reacções químicas é defundamental importância e introduz complicações, porque se é razoável supor quea dissolução de gases e reacções químicas homogéneas na solução aquosaatingem a condição de equilíbrio instantaneamente ou quase, a mesma suposiçãoé certamente falsa para reacções de precipitação/dissolução heterogéneas dasfases sólidas.

Portanto, as características de velocidade dessas reacções e as superfícies dosminerais das rochas têm de ser conhecidas e inseridas apropriadamente nosmodelos termodinâmicos. Neste caso, a termodinâmica desempenha um papelfundamental na resolução do problema de equilíbrio de fases.

Captura e Armazenamento de CO2


Sequestração Geológica de CO2 - OPÇÕES


33 –– Gaseificação subterrânea de carvãoGaseificação subterrânea de carvão


MÉTODO NÃO INTRUSIVO DE EXPLORAÇÃO DE CARVÃOA China tem cerca de 30 projectos em diferentes fases de preparação.A India planeia usar gasificação subterrânea de carvão para aceder a reservas de carvão de350 bilhões de toneladas.As empresas sulafricanas Sasol e Eskom possuem unidades de UCG em escala piloto quetêm fornecido dados importantes sobre o processo.Na Austrália, a firma Linc Energy detem a jazida de carvão de Chinchilla, que iniciou aprodução em 2000. A empresa Carbon Energy realizou em 2008 um período de 100 dias àescala comercial na jazida de Bloodwood Creek.


Gasificação subterrânea de carvão - VANTAGENS

PROJECTOS EMPREENDIDOS:PROJECTOS EMPREENDIDOS:-Russia-E.U.A.-U.E. El Tremedal site, Teruel, Espanha (550 m prof., 1992-99)-China Yining UCG project, Xinwen Mining Group.-Canada (Laurus Energy, 2008)-Australia (Linc Energy, Chinchilla, 2009)


Gasificação subterrânea de carvão - EXPERIÊNCIA

Testes de UCG em função da profundidade das camadas de carvão

1 – Para alimentar Turbinas a Gás de Ciclo Combinado (CCGT), onde alguns estudosalcançaram eficiências energéticas até 55%, podendo o processo combinado UCG /CCGT chegar a 43% de eficiência.

2 – Substituir gás natural por gás de UCG nas centrais de ciclo combinado, obtendomelhores resultados que as unidades de carvão pulverizado, incluindo a diminuição dasemissões de gases de feito estufa (GHG).

3 – Utilização na indústria química, seja para a síntese de combustíveis líquidos, seja

VANTAGENS da Gasificação subterrânea de carvão

O gás produzido na Gasificação Subterrânea (ou Syngas) pode serutilizado de várias formas:

3 – Utilização na indústria química, seja para a síntese de combustíveis líquidos, sejapara o fabrico de amónia e de fertilizantes.

4 – Aplicação nas actividades de recuperação avançada na extracção de petróleo porinjecção nos reservatórios(EOR).

5 – Uso alternativo e mais económico que o gás natural, por eliminar a sua extracção,transporte e eliminação de resíduos sólidos.

6 – O Syngas pode ser directamente transferido para os consumidores finais.

7 – As economias relacionadas com este método podem aumentar devido aos recentesacréscimos de custos na exploração convencional de carvão, provenientes deimpostos, negociação de direitos de emissões e outras políticas para a sua redução.

Gasificação Subterrânea de Carvão + Armazenamento de CO2 Projecto Bulgaria (em curso)

Projecto UCG+CS, financiado pela RFCS – EU, Bruxelas5 países: Alemanha, Bulgária, Grécia, Inglaterra e Portugal (IST)

Objectivo: Bacia carbonífera de Dobrudja, na Bulgária

SUGESTÕESSUGESTÕES RIDÍCULASRIDÍCULAS::

G. Wood, no artigo “Re-engineering the Earth” (The Atlantic,July/August 2009) cita várias soluções radicais para conseguirmudanças climáticas apresentadas por diversas organizações:

1. Lançamento de zepelins para o espaço ligados a tubos longosque lancem dióxido de enxofre na estratosfera para reduzir ainsolação.


insolação.2. Fabrico de 20 canhões electromagnéticos capazes de lançar800.000 pratos de material cerâmico a cada 5 minutos parabloquear e redireccionar a luz do Sol.3. Criação de árvores especiais para retirarem carbono do arusando esteroides para o efeito.4. Pintar o céu de branco através de hélices montadas numafrota de 15.000 navios para gerar espuma do mar que suba atéàs nuvens, tornando-as brancas, de modo a reflectirem os raiossolares.5. Injecção de substâncias no fundo dos mares de modo a criaruma variedade de plancton absorvente de carbono.

2ª PARTE – AS MUDANÇAS GLOBAIS

ÉTICAS (segundo Coates, 1981 – Environmental Geology):

UTILITARISTAS

CONSERVACIONISTAS

PRESERVACIONISTAS

PRINCÍPIOS DO DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL:

1 – A complexidade existe sempre nos sistemas físicos da Terra.2 – As acções induzidas pela humanidade sobre a terra e as águas, conduzem a reacções ambientais proporcionais.3 – Os limites admissíveis estão sempre presentes no domínio ambiental.4 – Os ambientes geológicos contêm sistemas abertos e fechados. 5 – Os recursos do planeta são renováveis ou não renováveis.6 – A taxa de deterioração do ambiente é geralmente exponencial.7 – As decisões ambientais envolvem e produzem conflitos internos.8 – A maioria das decisões ambientais devem ser baseadas na análise da relação benefício / custo (ARBC).9 – A boa gestão ambiental é requisito essencial da compatibilidade entre o homem e a natureza.

PRINCÍPIOS DO DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL:

Devem-se aproveitar os recursos da Terra, na medida em forem necessários ao desenvolvimento humano actual.

Como certos recursos podem vir a ser substituídos no futuro por outros hoje desconhecidos, ou por novas tecnologias, a sua exploração no presente é justificável.

O desenvolvimento actual gera riqueza e infraestruturas que serão aproveitadas pelas gerações futuras.

UTILITARISMO

ÉTICA PRÓÉTICA PRÓ--INDUSTRIAL:INDUSTRIAL:

serão aproveitadas pelas gerações futuras.

A poluição e a degradação ambiental devem ser controladas de forma económica.

O Homem deve levar uma existência simples, despojada de produtos supérfluos.

Os recursos da Terra não devem ser explorados, pois não temos licença para tal.

Qualquer degradação ambiental deverá ser combatida através da recriação das condições que prevaleciam antes da perturbação.

PRESERVACIONISMO

ÉTICA RADICAL:ÉTICA RADICAL:

da perturbação.

Deveremos legar aos nossos descendentes um planeta tão limpo e rico, como aquele que recebemos dos nossos antepassados.

A humanidade deverá aproveitar os recursos do planeta deforma controlada, de modo a não colocar em risco asnecessidades das gerações futuras.

As entidades comprovadamente responsáveis por danosambientais deverão ressarcir a Sociedade afectada.

A recuperação ambiental de áreas degradadas deve conduzir a

CONSERVACIONISMO

ÉTICA SUSTENTÁVELÉTICA SUSTENTÁVEL:

A recuperação ambiental de áreas degradadas deve conduzir aenquadramentos e níveis de produtividade compatíveis com osvigentes nas situações de referência.

Política e político oportunistas : Al Gore

Mau exemplo de preservacionismo

Recentemente, o chavão “AQUECIMENTO GLOBAL” foi substituído por “MUDANÇAS CLIMÁTICAS”

Al Gore aparece como o principal profeta do apocalipse no debate sobre o aquecimento global, e o documentário Uma Verdade Inconvenienteé o evangelho dos que crêem nele. Há dois anos, o Juiz Michael Burton, da Alta Corte de Justiça Britânica, caracterizou o filme de Al Gore como“alarmista e exagerado no apoio à sua tese política”. O Juiz baseou a sua decisão em nove inverdades que aparecem no filme, a seguir enunciadas.

1ª - O derretimento das geleiras na Groenlândia e Antártida fará com que o nível do mar suba cerca de 7 metros num futuro próximo.A verdade: O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) concluiu que o nível do mar pode subir até 7 metros, mas ao longode milénios – e insiste nessa previsão. O IPCC prevê um aumento de 7 a 23 centímetros até 2100. A alegação de Gore é “uma distorção muitoperturbadora, que não está em linha com o consenso científico”.

2ª- Os ursos polares afogam-se porque têm de nadar muito mais para encontrar gelo.A verdade: o Juiz Burton observou que o único estudo que cita o afogamento de ursos polares (entre quatro deles) atribuiu a culpa pelas mortesa uma tempestade, e não a um eventual derretimento devido ao aquecimento global causado pela actividade humana.

3ª - Foi o aquecimento global que causou o furacão Katrina em 2005.A verdade: “É senso comum é que não há provas suficientes para demonstrar isso”, escreveu Burton na sua sentença.A revista New Scientist em Maio de 2007 refutou este argumento de Gore.

4ª - Os aumentos de temperatura são o resultado de aumentos de dióxido de carbono na atmosfera.

AL GORE: Político ambientalista e catastrofistaAL GORE: Político ambientalista e catastrofista

Desmascarando o preservacionismo (1)

4ª - Os aumentos de temperatura são o resultado de aumentos de dióxido de carbono na atmosfera.A verdade: Burton questionou os dois gráficos utilizados por Gore em Uma Verdade Inconveniente. Gore afirmou que há “um encaixe perfeito”entre a temperatura e o CO2, disse Burton, mas os seus gráficos não suportam esta conclusão. Os dados mais recentes também não apoiamessa tese.

5ª - A neve no Monte Kilimanjaro está a derreter por causa do aquecimento global.A verdade: Este derretimento está em curso há mais de um século e parece ser o resultado de outras causas. Os cientistas concordam que afusão não pode ser atribuída principalmente a “mudanças induzidas pela actividade humana no clima”.

6ª - O Lago Chade está a desaparecer por causa do aquecimento global.A verdade: Lago Chade está a perder água, e em parte devido ao aumento do consumo humano local e não toda a humanidade que utilizacombustíveis fósseis. Burton cita factores como o crescimento da população local, a super exploração e a variabilidade climática regional.

7ª - As populações são forçadas a evacuar atóis do Pacífico e ilhas de coral que circundam as lagoas, por causa da invasão das águas do oceano.A verdade: Por sua própria natureza, os atóis são mais susceptíveis à subida do nível do mar, e não há evidência de existiu qualquer evacuação.

8ª - Os recifes de coral estão a ficar mais claros e isso coloca os peixes em perigo.A verdade: Burton enfatizou a conclusão do IPCC de que o tal clareamento poderia matar recifes de coral, se estes não se adaptarem.Um relatório divulgado este ano mostra que os recifes continuam a crescer em águas tão quentes como algumas pessoas dizem que aságuas do oceano serão daqui a 100 anos.

9ª - O aquecimento global poderia interromper “as correntes transportadoras de calor nos oceanos”, provocando uma nova idade do gelo naEuropa Ocidental.A verdade: Mais uma vez, os aliados de Gore no IPCC estão em desacordo com este argumento. Burton cita a conclusão do IPCC, de que“é muito improvável que as correntes marinhas parem de funcionar no futuro”. O facto é que a compreensão científica sobre como funcionamas correntes permanece instável, evidenciando a falha na afirmação de Gore.

Também Godfrey Bloom, MEP, corrigiu outros erros de Al Gore, tais como:

- O ano mais quente na Terra não foi em 2005, mas sim em 1998, com base em registos de satélites metereológicos.- A alegada temperatura alta na Idade Média existiu de facto, conforme evidências históricas.- A onda de calor que atingiu a Europa no verão de 2003, não teve origens humanas, sendo uma anomalia de pressão atmosférica. - Não se confirma um recente acréscimo de furacões, nem dos seus efeitos

Desmascarando o preservacionismo (2)

- Não se confirma um recente acréscimo de furacões, nem dos seus efeitos destruidores.-O mesmo se aplica às enchentes na Europa, cuja intensidade reflecte as crescentes taxas de ocupação territorial.- Extinção de espécies: ao contrário de estatísticas alarmistas, há registos fiáveis de que se restringiram a 1.000 espécies desde o ano de 1600.- Ao contrário do propagado, não existem correlações fiáveis entre as quantidades de infecções e doenças contagiosas (malária e outras) e as previsões de aquecimento global.- A falta de perspectiva de Gore e seus seguidores não lhes permite diferenciar entre os custos humanos resultantes de catástrofes ambientais, e aqueles que resultam do crescimento populacional de 3 ou 4 bilhões de seres humanos em situação de pobreza.

SÉRIAS QUESTÕES ÉTICAS

John Broome em The ethics of climate change (Scientific American,2008) sugere que os economistas desenvolvam julgamentos eescolhas éticos acerca dos efeitos futuros que são esperados emresultado da actual prosperidade humana

Perguntas relevantes:

Como e quanto devemos sacrificar-nos actualmente paramelhorar a vida das futuras gerações, que provavelmente serãomais ricas que nós?

Como podem ocorrer danos sobre quem não existe?

mais ricas que nós?

Qual é pior: a morte de uma criança em 2108, ou a morte de uma criança hoje?

Se a humanidade se extinguir em resultado de erroscometidos no presente, muitos milhões de pessoas nãoexistirão no futuro, o que será lamentável. Porém, essa nãoexistência não causa danos a ninguém no futuro, já que nãochegam a viver.

3ª PARTE – O FUTURO DO PLANETA

UmUm Planeta,Planeta, umauma ExperiênciaExperiência ÚnicaÚnica

Num Universo aparentemente formado por corpos inanimados, oplaneta Terra alcançou recentemente o milagre da existência deVida, na última fase da sua evolução.

Os seres humanos apenas existem desde o último 0.0001 por centoda história da Terra.

Seria inglório colocar em risco o nosso futuro.

A espécie humana tem o privilégio de não só gozar a suaexistência, mas também de poder torná-la melhor, numa grandevariedade de aspectos.

Estamos no princípio de quase tudo.

Teremos de evitar que se extinga esta centelha.

Somos a elite do Universo e habitamos o espaço mais belo quenele existe.

“BIG-BANG”, GALAXIAS, SISTEMA SOLAR E PLANETAS

3ª PARTE – O FUTURO DO PLANETA

A evolução do espaço e do tempo

Sec. XXI:“Dark matter – dark energy”

Teoria sobre a composição e evolução do Universo, tenta explicar a sua incessante expansão.Ainda não existem provas materiais da sua existência.

De acordo com esta concepção, o Universo tende para o arrefecimento total.

“Big-Bang”, Galáxias, Sistema Solar e Terra

O grande enigma da vida

Segundo B. Bryson em “A short history of nearly everything” (2005) e H. Reeves et al. em “La historia más bella del mundo” (2007) existem três explicações para o aparecimento da Vida no planeta:

A intervenção divina (Teoria da CRIAÇÃO).

A participação de material genético proveniente de outros corpos espaciais (Teoria da PANSPERMIA).

THE “BIG BIRTH”: O facto mais extraordinário ligado à origem da Vida, é o de ter acontecido apenas uma vez. Todos os animais e plantas que até agora viveram e vivem, possuem uma origem que resultou do mesmo toque primordial, aquele que, pela primeira vez, foi inteligentemente reproduzido para os seus descendentes.

As sucessivas reacções e combinações de substâncias químicas inertes em meios lagunares, sob a lenta acção da temperatura e dos raios infravermelhos e ultravioletas oriundos do Sol (Teoria da EVOLUÇÃO).

1 - Compostos orgânicos básicos: Adenina, Timina,Citosina e Guanina. Dois pares sempre associados: A+T eC+G. Existem mais de 3 milhões de pares em cada serhumano.

2 – Ácido Desoxi-ribo Nucleico, ou ADN : disposto em duplahélice, entra com o comprimento de 2 m em cada célula e 20milhões de km em cada pessoa. É uma substância inerte.

3 – Genes: sequências únicas de milhares de A+T e C+G,que constituem cerca de 3% do genoma humano. Possueminstruções para criarem proteínas e reproduzem-se.

A complexidade da vida

instruções para criarem proteínas e reproduzem-se.

4 – Cromossomas: agrupamentos organizados de genes,entre 30.000 e 120.000 cada. Cada pessoa tem 46cromossomas, sendo 23 do pai e 23 da mãe. A batata possui48 cromossomas!

5 – Células: guardam os 23 pares de cromossomas no seunúcleo. O nosso corpo possui mais de 100 trilhões decélulas de vários tipos: sangue, ossos, músculos, orgãos,etc. Cada uma tem milhões de proteínas em acção.

6 – O corpo humano: individual, não existem dois iguais.

Todas as coisas vivas são extremamente complexas. Até "o mais simples organismo capaz de ter vida independente, a célula bacteriana procarionte, é uma obra-prima de complexidade miniaturizada que faz com que uma espaçonave pareça bastante simples.“Nada supera a total complexidade do ser humano. Não somente cada pessoa é constituída por trilhões de moléculas e células, mas o cérebro humano, sozinho, é preenchido por bilhões de células, formando trilhões de conexões.O design do cérebro humano é verdadeiramente grandioso e vai além do nosso entendimento. Cada polegada cúbica do cérebro humano contém, no mínimo, 100 milhões de células nervosas, conectadas entre si por 10.000 milhas de fibras. Foi dito que o cérebro humano, com pouco mais de 1 quilograma de massa, é o mais

A complexidade da vida

complexo e ordenado arranjo de matéria em todo o universo!

ORIGEM:

- Acaso?

A simetria dos cristais

- Acaso?

- Evolução?

- Criação?

Toda a Vida é uma sóh

Cada ser vivo é uma elaboração baseada num plano original.

Cada ser humano é um arquivo de ajustamentos, adaptações, modificações e reparações providenciais que começaram há 3.8 bilhões de anos.

A evidência dos fósseis descobertos, revelou os seguintes tipos:

O grande enigma da origem da vida

Adapis (50 milhões de anos)

Proconsul (20 milhões de anos)

Australopithecus africanus (3 milhões de anos)Australopithecus africanus (3 milhões de anos)

Homo habilis (2 milhões de anos)

Homo erectus (1 milhão de anos)

Homo Sapiens (92.000 anos)

Cro-Magnon (20.000 anos)

EVOLUIRAM, OU FORAM CRIADOS EM FASES SUCESSIVAS?

CRIACIONISMO vs. EVOLUCIONISMO

CRIACIONISMO vs. EVOLUCIONISMO

PASSADO: As 8 idades da humanidade(segundo C.E. Gregory, 2001)

400.000 AC Início do Paleolítico (pedra lascada)

10.000 AC

8.000 AC

Início do Neolítico (pedra polida)

Início da Idade do Cobre

Início da Era Antropocénica(segundo P. Crutzen)

3.500 AC

1.400 DC

1.600 DC

1.850 DC1.950 DC2.000 DC

Início da Idade do Bronze

Início da Idade do Ferro

Início da Idade do Carvão

Início da Idade do PetróleoInício da Idade do Urânio

Grande Muralha da China, 240 A.C. Esfinge e Pirâmide de Keops, 8.000 A.C.

O PASSADO PRESERVADO: Obras em rocha

Pirâmide maia de Chichén Itzá, 800 A.C. Parthenon de Atenas, 500 A.C.

AMEAÇAS AO FUTURO DO PLANETA

“A única maneira de prever o futuro é ter o poder de o modelar”

(Eric Hoffer).

Face às ameaças que se deparampara a continuidade da Terra edos seres que a habitam, temos aobrigação de contribuir, cada umna sua esfera de actividade, paraque este planeta não colapse.

PRINCIPAIS AMEAÇAS

1111 Superpopulação humana

2222 Contaminação ambiental

3333 Extinção de espécies animais e

Fenómenos preocupantes no Espaço e na Terra

3333vegetais

4444 Mudanças globais

5555

PRINCIPAIS AMEAÇAS1 1 -- EXCESSO DE POPULAÇÃO E SUAS CONSEQUÊNCIASEXCESSO DE POPULAÇÃO E SUAS CONSEQUÊNCIAS

A POPULAÇÃO DE 7.000.000.000 A POPULAÇÃO DE 7.000.000.000 –– Resumo Resumo actualizado (actualizado (fonte:NGMfonte:NGM))

Principais características da Humanidade em 2011:- O ser humano mais típico é um chinês da etnia Hen, com 28 anos.- Residência: 51% vivem em ambientes urbanos. - Educação básica: 82 % sabem ler.- Religião: 33% são cristãos, 21% muçulmanos e 13% hindus.- Trabalho: 40% em serviços, 33% na agricultura e 22% na indústria.- Principais idiomas: 13% mandarim, 5% inglês e 5% espanhol.- Nacionalidades: 19% chineses, 17% indianos, 4% americanos, etc.

NÍVEL DE VIDA Alto Médio Alto Médio Baixo Baixo

PRINCIPAIS AMEAÇAS

NÍVEL DE VIDA Alto Médio Alto Médio Baixo Baixo

População 1 B 1 B 4 B 1 B

Salubridade 99 % 84 % 50 % 35 %

Educação 14.5 anos 13.8 anos 10.3 anos 7.9 anos

Literacia 98 % 93 % 80 % 66 %

Fertilidade 2 2 3 4

Taxa cresc. 0.39 % 0.96 % 1.27 % 2.27 %

Pop.Urbana 78 % 74 % 41 % 27 %

Emiss.CO2 13 t/hab 5 t/hab 3 t/hab 1 t/hab

PRINCIPAIS AMEAÇAS

2 2 –– CONTAMINAÇÃO AMBIENTALCONTAMINAÇÃO AMBIENTAL

Golfo do México – 20 de Abril de 2010 – Derrame na plataforma petrolífera Deepwater Horizon.

Veredicto: NEGLIGÊNCIA DA BP

CRESCIMENTO DO IMPACTO AMBIENTAL HUMANOCRESCIMENTO DO IMPACTO AMBIENTAL HUMANO

PRINCIPAIS AMEAÇAS

3 3 –– EXTINÇÃO DE ESPÉCIES ANIMAIS E VEGETAISEXTINÇÃO DE ESPÉCIES ANIMAIS E VEGETAIS

PRINCIPAIS AMEAÇAS

Correlação directa com o crescimento populacional

A EVOLUÇÃO HISTÓRICA DAS EXTINÇÕESA EVOLUÇÃO HISTÓRICA DAS EXTINÇÕES

PRINCIPAIS AMEAÇAS

a) O ritmo acelerado das mudanças e o crescimento exponencial da capacidade dos computadores

PRINCIPAIS AMEAÇAS

4 4 –– MUDANÇAS GLOBAISMUDANÇAS GLOBAIS

b) O ilimitado progresso científico e tecnológico

Singularidade:O momento em que o progresso tecnológico for tão extraordinário, que conduz a uma rotura na essência da história da humanidade.EXEMPLO: A IMORTALIDADE HUMANA

PRINCIPAIS AMEAÇAS


RECURSOS ESSENCIAIS AOS SERES VIVOS, CUJA FUTURADISPONIBILIDADE PODE ESTAR EM RISCO:

ÁGUACOMBUSTÍVEIS FÓSSEISSOLOS SUPERFICIAIS

c) Extinção e substituição de alguns recursos da Terra

PRINCIPAIS AMEAÇAS


R. Palmer, 1994:De todas as espécies que já viveram na Terra desde que a vida surgiu, hácerca de 3 bilhões de anos, apenas cerca de uma em mil ainda continuaviva actualmente.A grande maioria de todas as outras extinguiram-se, em média no prazo dedez milhões de anos após a sua aparição.Esta taxa de extinção teve uma influência importante sobre a evolução davida na Terra, porque a população e repovoamento de um nicho ecológico,por espécie, permite a análise de uma gama muito maior de estratégias desobrevivência do que o lento processo de transformação pelo qual umaespécie gradualmente se adapta à sua morfologia e ao comportamento para

d) Alterações ecológicas

PRINCIPAIS AMEAÇAS


espécie gradualmente se adapta à sua morfologia e ao comportamento parao seu ambiente.Por sua vez, isso tem contribuído grandemente para o actual nível debiodiversidade do planeta. Não há nada, no entanto, sugerindo que asespécies vivas actualmente são especiais de qualquer maneira.Presumivelmente, eles também se tornarão extintas dentro dos próximosdez milhões de anos, abrindo caminho para os seus próprios sucessores.A importância da extinção para o desenvolvimento da vida conduz aalgumas perguntas cruciais sobre o processo, tais como: será a extinçãouma parte natural do processo de evolução, ou é simplesmente o resultadocasual de catástrofes ocasionais que afligem tanto espécies individuais(como as doenças) ou grandes grupos de espécies (tais como mudanças nasalinidade do mar, ou alterações no clima da Terra)?Muitos especialistas têm apresentado argumentos para ambos os ladosdeste debate. Provavelmente, a verdade estará algures entre os dois pontosde vista opostos, sugerindo um modelo que demonstra como o processo deevolução pode interagir com as tensões ambientais para produzir umadistribuição de extinções muito semelhante ao observado no seu registofóssil.

NO ESPAÇO:1 – Impacto de corpos celestesCometas e/ou restos da colisão de meteoritos com cometas.

2 – Explosões estelares de raios gamaOcorrência de Supernovas com efeitos danosos na Terra.

3 – Grandes chamas solares“Plumas” que poderiam envolver o nosso planeta.

NA TERRA:

PRINCIPAIS AMEAÇAS

5 5 –– FENÓMENOS PREOCUPANTESFENÓMENOS PREOCUPANTES

NA TERRA:4 – Erupção de vulcões gigantesSimilares à do super vulcão Toba (Indonésia) há 70.000 anos,que teria reduzido a população da Terra a apenas 15.000indivíduos. O DNA humano mitocondríaco (herdado de mãeancestral) iniciou-se há 140.000 anos (Dawkins, 2004).

5 – Pandemias terrestresGigantescas epidemias, capazes de eliminar milhões deseres humanos.

OBS.: Todos estes fenómenos possuem muito reduzidasprobabilidades de ocorrência.

Técnicas de mitigação potencial:

a. Choque de foguetões

b. Bombas com energianuclear, química ouanti-matéria

CONTRIBUTOS DA GEOENGENHARIA

Sistemas de autoSistemas de auto--defesa contra o impacto de corpos celestesdefesa contra o impacto de corpos celestes

anti-matéria

c. Reflector de energiacinética

d. Energia de deflexão

e. Impactor de massas

f. Vela Solar

Exemplo real: a erupção do vulcão Eyjafjallajokul, Islândia – inícioem 20 de Março de 2010.

Problema: Lançamento de grandes nuvens de cinza, quesuspenderam milhares de voos de aviões comerciais, causandoum prejuízo total estimado em 1 B €.

Possível solução: Bombardeamento da cratera, para alargar asfendas de saída da cinzas e reduzir a sua altura de ejecção.


Novas ideias para solucionar problemas inesperadosNovas ideias para solucionar problemas inesperados

fendas de saída da cinzas e reduzir a sua altura de ejecção.

Exemplo: Acidente com o petroleiro Exxon Valdez, em Prince William Sound, Alaska

Março de 1989 - Derrame de 120.000 m3 de petróleo bruto


Recuperação de zonas afectadasRecuperação de zonas afectadas

Custo dos trabalhos de reabilitação ambiental: 2 B$ US

Junho de 2005 – Tudo Limpo

A entropia, grandeza física associada ao “grau de desordem” dequalquer sistema, representa a parcela da sua energia que nãopode ser transformada em trabalho útil.A entropia cresce com o tempo, quer nos sistemas isolados, quernos processos naturais, como a Terra. Contudo, essacomplexidade crescente é acompanhada por perdas deestabilidade, impondo a fixação de limites.

CONCLUSÕES

A ENTROPIA TERMODINÂMICA E A NEGENTROPIA DA VIDAA ENTROPIA TERMODINÂMICA E A NEGENTROPIA DA VIDA

Pelo contrário, a Vida na Natureza é NEGENTRÓPICA, ou seja,contrária à desordem, libertando a própria energia que desagregaos sistemas físicos.Assim, a evolução da Vida deve ser efectuada com eficiênciacrescente, para que sobreviva em novos ambientes, com menosalimentação e sendo menos atractiva para os predadores.As espécies que investirem menos na sua defesa arriscam-se àextinção.Confirma-se que Jesus Cristo tinha razão quando afirmava, há2.000 anos atrás: “qualquer reino dividido cairá por si mesmo”.

Segundo G. Friedman – The Next 100 Years (2009), por baixo dadesordem da Terra, a nossa tarefa será tentar ver a Ordem.

Há que identificar as tendências mais significativas nos váriosdomínios: geopolítico, tecnológico, demográfico, cultural e militar.

Exemplos de previsões (discutíveis):

CONCLUSÕES

COMO SERÁ O FUTURO NA TERRA?COMO SERÁ O FUTURO NA TERRA?

Exemplos de previsões (discutíveis):2020 – A China fragmenta-se2050 – Guerra global entre os EUA, a Turquia, a Polónia e o Japão– as novas grandes potências2080 – Sistema energético baseado no espaço abastece a Terra2100 – México desafia os EUA.

E conclui:O PERMANENTE É A PERSISTÊNCIA DA CONDIÇÃO HUMANA,SUSPENSA ENTRE O CÉU E O INFERNO.

A PROPÓSITOh

PENSAMENTOS DE ALBERT EINSTEINPENSAMENTOS DE ALBERT EINSTEIN

Cada um de nós visita a Terra involuntariamente, sem serconvidado. Para mim, é suficiente questionar-me sobre osseus segredos.

Há duas maneiras de viver uma vida: pensar que nada éum milagre, ou pensar que tudo é um milagre.

Do que estou seguro é que Deus existe e não joga dadoscom o Universo.

SS.. Lacasse,Lacasse, 20102010::

“Os efeitos do crescimento populacional, o aumento dasnecessidades energéticas, a decadência de infraestruturasconstruídas, a diminuição das opções de gerir osresíduos, a deterioração do ambiente e as ameaças dosdesastres naturais estão agora na agenda dos Geo-profissionais.

CONTRIBUTOS DA GEOENGENHARIA PARA A MELHORIA DA QUALIDADE DA VIDA HUMANA

profissionais.

Mais do que antes, a nossa profissão necessita de sefocar na ENGENHARIA PARA A VIDA, ressaltando o valoracrescido da Geoengenharia para a sociedadecontemporânea e vindoura, sempre pronta para sereinventar e se inovar constantemente”.

E acrescento: Para enfrentar os grandes problemas,devemos estar preparados para os resolver e, acima detudo, para os evitar.

Apesar das múltiplas ameaças e do pessimismo das correntespreservacionistas, o género humano triunfará e o nosso Planetapermanecerá como o seu lar, por muitas mais gerações,passando a funcionar como base de novas intervençõesplanetárias.As futuras gerações serão necessariamente mais sábias que asactuais, procurando disseminar a Vida por outras paragens,visando a harmonia e o entendimento entre as civilizações, com

A SOBREVIVÊNCIA DA ESPÉCIE HUMANA E O FUTURO DA TERRA

visando a harmonia e o entendimento entre as civilizações, comos preceitos de sabedoria universal emanados de Deus.Segundo Rebane (1995) será determinante a cooperação entre aCiência e a Religião para a resolução de muitos problemasglobais, em nome da sobrevivência da Humanidade.

Em suma: Rumo à Era da Engenharia para a Vida, onde asprioridades se situem na ajuda ao nosso semelhante e norespeito pelos restantes habitantes da Terra, segundo osdesígnios do Criador.

Obrigado a todos e

ao centenário I.S.T.

AULA AULA DE JUBILAÇÃODE JUBILAÇÃO

IST, 14 de Abril de IST, 14 de Abril de 20112011

C. Dinis da Gama

GEOENGENHARIA, GEOENGENHARIA,

MUDANÇAS GLOBAIS EMUDANÇAS GLOBAIS E


ao centenário I.S.T.

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GEOENGENHARIA, MUDANÇAS GLOBAIS E FUTURO DO PLANETA · aproveitamento dos recursos minerais da Terra e ... depois de descrever a sua constituição em termos ... Os recursos do planeta