O mundo como sistema

Enrique OrtegaFEA/Unicamp, Campinas, SP13 de setembro de 2007

LaboratórioEngenhariaEcológica

Nossa realidade!

Aqui temos grupos humanos com interesses em conflito!

Estamos em crise global ...

Aquecimento global;

Esgotamento da disponibilidade de água e solo agrícola;

Perda da biodiversidade;

Fim do petróleo e dos fertilizantes químicos;

Erosão e desertificação;

Êxodo rural e migrações internacionais;

Empobrecimento e concentração da riqueza;

Explosão populacional;

Tráfico de drogas, criminalidade e guerras;

Alienação cultural e política.

O petróleo: fator de grande importância

• O mercantilismo usava o vento, a pólvora e a madeira. O capitalismo industrial surgiu ao substituir a madeira pelo carvão e depois por petróleo e gás (recursos não renováveis valiosos a custo mínimo).

• Como se formaram esses recursos?

• Qual é o impacto derivado de seu uso?

• Quando se esgotam?

Ecossistema alterado

Ar, oceano

algas

Terras

Mate-riais

Petróleo

` Biodiver-sidade

Gases, ÓxidosÁcidos

Indústria

Estoquesatmosféricos

Chuva Animais

Sedi-mentos

BiomassaSolo,Água

Biomassa

2500

4600

3800

Era Cenozóica

Era Mesozóica

Era Paleozóica

Era Proterozoica

Era Arqueana

Era Hadeana

570

245

65

O presente

Milhões de anos atrás

Eon Precambriano: 4600 - 570

Época Holocênica

Eon Fanerozóico: 570 - 0

-15 bilhões hoje

Período de 500 milhões de anos

Extinção dos dinossauros: 65 milhões de anos atrás

10 milhões de anos1 milhão de anos

100 000 anos10 000 anos1 000 anos

200 anos

-10 bilhões -5 bilhões

Big-Bang

Primeiros sistemas estelares Terra

Não dá para perceber tempo humano

hoje

1 000 000 de anos atrás

100 000 anos

Período de 5 milhões de anos100 x

Período de 500 milhões de anos

hoje

Período de 500 milhões de anos Período de 100 000 anos

10 000 anos

1 000 anos

5000 x

A poupança energética da natureza produzida em

500 000 000 anos consumida em apenas 200 anos!

POPULAÇÃO VS TEMPO

0

5

10

2000

3,02,01,0

Perda de Resiliência

Segundo vários pesquisadores, a capacidade de suporte do planeta estaria entre 1-3 bilhões de pessoas

Crescimento capitalista(insustentável)

Crescimento logístico

Desenvolvimento sustentável

?

-2000

A solução da crise que ameaça a existência da espécie humana exige mudar o modelo atual de gestão dos recursos da Biosfera:

O desafio mundial:

Temos que substituir um sistema político baseado no crescimento e na competição excludente para um outro modelo que teria que considerar os recursos limitados da Terra e visar uma colaboração que inclua a toda a população.

Trocar o gerente e mudar o modo de operar.

Como é o mundo interno?

Como se conecta com o mundo externo?

O que é o mundo externo?

Forças, interações e evolução

= sistema

O corpo, a sociedade, o mundo são sistemas!

Ingestão

Sistema muscular

Sistema do corpo humano

Comida e

água

Ar

Cérebro

Nutrientes

Consciência do

mundo

Digestão

Extrusão

Respiração

Rins Absorção

Sentidos e sistema nervoso e endócrino

Resíduos

Infor-mação

ReproduçãoOxigênio

Trabalho Descanso

Circulação

Sensações

Emoções

Componentes funcionais com objetivo comum

Trabalhos: Socialização, Estudo e aplicação de saberes, Maturidade emocional, Inovação, Intercâmbio de conhecimento e afeto,Reprodução, Autonomia, Autodeterminação,Defesa e ataque, Busca de Prestigio

Eco-sistemas

Comida

Interações

Saber fazer

Sentidos e

sistema nervoso

Sistemas digestivo,

circulatório,

respiratório,

reprodutor Trabalhos

Novas estrutur

as mentais

Descanso

Água Ar

Ser humano

Outros seres

Energia

solar

Outras energia

s

Cultura, emoções

Cérebro:decodificado

r, processador, codificador

Auto-image

m

Memória

Consciência do

mundo

Resíduos

Subsistemas que podem interagir

O homem como unidade aberta.

Água

Eco-sistemas

Comida

Interação

Sistema nervoso

MemóriaCorpo

Interação com a natureza local

Interação social externa

Experiência

Sistema auto-catalítico

Modelos Conhecime

nto

Capacidade interpretativa

Vontade

Também existem corpos sociais

Procura da felicidade,Procura do bem ou do mal,Procura do conhecimento, Procura do bem-estar,Manutenção do status,Manutenção de tradições, Segurança, Realização de idéias, Intercâmbio de bens,Posse de bens estruturais,Prazer físico, excitação,Autodeterminação, auto-suficiência,Sobrevivência.

Necessidades humanas

→ Valores individuais e coletivos

Valores para o convívio

Valores para a dominação

Impactos sociais e ambientais do conhecimento no Capitalismo.

Produtos do conhecimento para a dominação

Degradação ambiental

local e global

Sinais e

dados

Conhecimento para a

dominação

Valores humanos

para dominar a natureza

Concentração da riqueza, perda de

valores éticos, consumo e desperdício excessivo.

Exclusão social,

desemprego, miséria, violênciaEstruturas do

conhecimento para a

dominação

Valores humanos para a dominação econômica

Conhecimento para a dominação

Estruturas para

processamento da

informação

Feedback global do conhecimento para a dominação

Anseio de lucro sem contrapartida, falta de medida, desconsideração com os outros seres.

Dívida ética, social,

ambiental.

Planejamento sem

responsabilidade, social e

ambiental, Comportamentos

patológicosincapacidade de resolver os

problemas climáticos.

Impactos do conhecimento sócio-ambiental ético.

Produtos do conhecimento para a colaboração

Recuperar o ambiental

local e global

Valores humanos

para conviver com a

natureza

Melhor distribuição da riqueza, recuperação de valores éticos, consumo com qualidade e menor

desperdício.

Inclusão social, acesso aos meios

de produção, bem-estar,

pazEstruturas do conhecimento

para o convívio

Conhecimento para o convívio

Estruturas para

processamento da

informação

Aproveitamento com contrapartida, respeitar o tempo de recuperação, contenção e respeito aos demais.

Resgate da dívida ética,

social e ambiental.

Planejamento com

responsabilidade, social e

ambiental, Participação, SolidariedadeArticular as capacidades para resolver os problemas

climáticos.

Valores humanos para conviver com as pessoas

Feedback global do saber para

o convívio

Conhecimento para o convívio

Produtos do conhecimento para a colaboração

Valores humanos para conviver com

a natureza

Estruturas do conhecimento

para o convívio

Valores humanos para conviver com as pessoas

Conhecimento para o convívio

Estruturas para

processamento da informação

Saber para o convívio1. Aproveitamento com contrapartida, 2. Respeitar o tempo de recuperação, 3. Contenção e respeito aos demais.

Convivência com vários mundos:

Mundo dos sonhos

(quando dorme)

Mundo da realidade simples

Mundo da realidade complexa

O cérebro e as tripas

Interações com imagens(mundo do inconsciente)

Interações com entidades(mundo da Física de Newton e Einstein)

Interações com outras entidades(mundo da Física Quântica, da Teoria Geral de Sistemas, dos Sistemas Complexos)

O cérebro transdisciplinar

Mundo dos sonhos

(quando dorme)

Mundo da realidade simples

Mundo da realidade complexa

Valores e marcos de referência Lógica e

planejamento

Co-processamento

Ações seqüenciadas

Área de escrita e desenho

Decodifica e filtra sinais

Memórias específicas

e programas

Diversos e novos tipos de Lógica

As bases do conhecimento moderno:

Valores e marcos de referência

Lógica, planejament

o, recodificaçã

oDecodificação e filtração dos sinais e

dados

Co-processamento

Ações seqüenciadas

Área de escrita e desenho

Memórias específicas

e programas

Conhecimento cientifico e

técnico

Conhecimento ecológico

Conhecimento sócio-político

Enfoque sistêmico

Marcos alternativ

os

Outras inteligência

se outros saberes

Uma pessoa com saber complexo

Exemplo: marco de referência ecológico

Fontes externas de energia (limitadas)

Sumidouro de Energia

Sistema da Biosfera

Etapa inicial de desenvolvimento humano

Produtores

Estoques da biosfera:atmosfera, minerais, sedimentos

Estoques biológicos

Estoques energéticos fósseis

Consumidor sustentável

Renováveis anualmente

Minerais

Materiais de fora

Saída de materiais

Renováveis em centenas ou milhares de anos

FluxosEstoquesnão- renováveis

Fluxos de energia e materiais na Biosfera

Fontes externas de energia (limitadas)

Sumidouro de Energia

Sistema da Biosfera

Civilização urbana não industrial

Produtores

Estoques da biosfera:atmosfera, minerais, sedimentos

Estoques biológicos

Estoques energéticos fósseis

Consumidor sustentável

Renováveis anualmente

Minerais

Materiais de fora

Saída de materiais

Renováveis em centenas ou milhares de anos

Consumidornão- sustentável

FluxosEstoques

Fluxos de energia e materiais na Biosfera

Fontes externas de energia (limitadas)

Sumidouro de Energia

Sistema da Biosfera

Civilização atual

Produtores

Estoques da biosfera:atmosfera, minerais, sedimentos

Estoques biológicos

Estoques energéticos fósseis

Consumidor sustentável

Renováveis anualmente

Minerais

Materiais de fora

Emissões e Resíduos

Saída de materiais

Renováveis em centenas ou milhares de anos

Consumidornão- sustentável

FluxosEstoques

Fluxos de energia e materiais na Biosfera

Fontes externas de energia (limitadas)

Sumidouro de Energia

Sistema da Biosfera

Situação inicial do reajuste

Produtores

Estoques da biosfera:atmosfera, minerais, sedimentos

Estoques biológicos

Energias fósseis

Consumidor sustentável

Renováveis anualmente

Minerais

Materiais de fora

Emissões e Resíduos

Saída de materiais

Não Renováveis

Consumidornão- sustentável

Fluxos

Estoques decrescentes

Fluxos de energia e materiais na Biosfera

Transferência de pessoas e recursos

Tempo

Seres anaeróbicos eaeróbicos, atmosfera termo-regulada com O2

- 10 000

Desenvolvimento Sustentável

De 0 até 4 bilhões de anos da Terra

Gráfico das mudanças nos estoques da Biosfera

Biodiversidade, imobilização de Carbono

1500

2000 2100

Transição

Recuperação dos ecossistemas

Crescimento humano em detrimento de outras espécies, ainda sem uso de energéticos fósseis

Crescimento industrial

Ajuste da população e mudança dos sistemas de produção e consumo

opções

Outros marcos de referência:

Marco social inovador

Marco da economia biofísica

Marco de uma política holística

Marco ético - ecológico

Depois conversaremos mais sobre isso em outras oportunidades.

Voltemos ao mundo real!

Transformação dos valores humanosProcura científica de modelos de produção e consumo sustentáveis (compaixão, solidariedade);

Desenvolver trabalho de superação de limitações com a comunidade local com uma visão global (atitude prática de amor ao próximo, amizade);

Desenvolver um saber sistêmico de boa qualidade (equanimidade).

Busca da superação individual e coletiva (alegria, confiança).

Ter como prioridade absoluta a manutenção do estilo de vida norte-americano ou europeu atual (egoísmo);

Estabelecer a política de agressão a um suposto inimigo real ou virtual (ódio);

Manter a competição Darwiniana (mística do crescimento) excluindo as outras espécies e os outros grupos humanos (ignorância, cinismo, reducionismo, pragmatismo excessivo);

Fingir desconhecer as limitações da Biosfera e os problemas sociais (angustia existencial).

Um sistema intermediário entre o mundo interno e o externo?

O mundo externo

O mundo internoUm conjunto de forças e estoques que interagem em padrões específicos (sistemas)

Um conjunto de forças e estoques que interagem em padrões específicos (sistemas)

Água

Eco-sistemas

Comida

Interação

Conhecimento e modelos

Sistema nervoso

Cérebro e Memória

Corpo

Outros seres Valores

Emoções

Mundo das inteligências

virtuais

Mundo com complexidade

natural e antrópica

Mundo da consciência

simples Mundo do inconsciente

Raciocínio, sensibilidade,intuição

Imagens dos mundos externos

Mundo das inteligências virtuais:

modelos de comportamento ético,

de sociabilidade e sustentabilidade

O mundo dos recursos e forças

naturais: sol, vento, chuva, solo,

recursos hídricos, florestas,

biodiversidade, montanhas, clima

e eventos, etc.

O mundo da consciência

simples: rotinas e leis do dia a dia, a força das tarefas

a cumprir.

O mundo das forças antrópicas:

ciência, tecnologia para a extração e uso de

energia fóssil e minerais, uso da terra, ideologia, meios de comunicação,

processos de dominação, etc.

Mundo do inconsciente

Agenda e cronograma

Mapa geográfico e historia da região

Livros de análise social,

política e técnica do

sistema

Livros sobre marcos de ajuste

de condutaBatepapo

A proporção de cada percepção de mundo no

processo cognitivo estabelece a personalidade da pessoa e da sociedade

Mundo das inteligências

virtuais

Mundo da consciência

simples Mundo do inconsciente

Mundo com complexidade

natural e antrópica

Sugestão: complementar os saberes, as experiências e as emoções!

Ou integrar grupos com pessoas de diferentes personalidades dispostas a

interagir em uma nova proposta de convívio social com a natureza !

Diversas personalidadesincompletas

Pessoa com vários saberes

e possivelmente

com novas capacidades

Rotineiro

PolíticoTécnico

Espiritualista

As forcas do mundo externo:

• forças naturais

• forças antrópicas simples

• forças naturais muito poderosas mobilizadas pelo conhecimento humano

O sistema a ser estudado

Energias renováveis

Materiais renováveis (N,P, etc.)

Água, sedimentos,

húmus

Floresta nativa e vegetação da

região.

Clima regional

Biodiversidade local, agro-

florestas

Clima local

Água e solo agrícola

Fauna

Mata nativa, lavoura, pecuária e silvicultura Decom-

positores

Consu-midores humanos

Resíduos

• forças naturais

• forças antrópicas simples

Informação

Decom-positores

Infra-estrutura, organização Recursos

monetários $

Mão-de-obra especializada

Resíduos

Outras manufaturas

Biodiversidade local, agro-

florestas

Clima local

Água e solo agrícola.

Fauna

Mata nativa, lavoura, pecuária e silvicultura

$

Consu-midores humanos

Proteção

Energias renováveis

Materiais renováveis (N,P, etc.)

Água, sedimentos,

húmus

Floresta nativa e vegetação da

região.

Clima regional

Infra-estrutura, industria, tratamento de resíduos e reciclagem

$

Infra-estrutura, comércio, industria

$

• forças naturais

• forças antrópicas ainda simples

Informação

Decom-positores

Infra-estrutura, organização

Mão-de-obra especializada

Resíduos

Outras manufaturas

Biodiversidade local, agro-

florestas

Clima local

Água e solo agrícola.

Fauna

Infra-estrutura, comércio, industria, trat. de resíduos

$

Mata nativa, lavoura, pecuária e silvicultura

$

Petróleo, gás, carvão

Consu-midores humanos

Proteção

Desemprego

Poluição

Poluição

Desemprego

Produtos derivados do petróleo, maquinaria,

combustíveis

Lobbies

Mudanças climáticas

População urbana

desempregada sem subsídio do petróleo

Movi-mentos sociais

Energias renováveis

Materiais renováveis (N,P, etc.)

Água, sedimentos,

húmus

Floresta nativa e vegetação da

região.

Clima regional

Poluição agroquímica

Recursos monetários

$

Recursos não

renováveis

Informação

Decom-positores

Infra-estrutura, organização

Mão-de-obra especializada

Resíduos

Outras manufaturas

Biodiversidade local, agro-

florestas

Clima local

Água e solo agrícola.

Fauna

Infra-estrutura, comércio, industria, trat. de resíduos

$

Mata nativa, lavoura, pecuária e silvicultura

$

Consu-midores humanos

Proteção

Desemprego

Poluição

Poluição

Desemprego

Produtos derivados do petróleo, maquinaria,

combustíveis

Lobbies

Mudanças climáticas

População urbana

desempregada sem subsídio do petróleo

Movi-mentos sociais

Energias renováveis

Materiais renováveis (N,P, etc.)

Água, sedimentos,

húmus

Floresta nativa e vegetação da

região.

Clima regional

Poluição agroquímica

Recursos monetários

$

Recursos não

renováveis

Recursos não renováveis

forças naturais muito poderosas mobilizadas pelo

conhecimento humano

Desastre ambiental

Taxa de intercâmbio emergético EER = [Y] / {(produto)*(preço de venda) * (emergia/USD)}

R1

MN

$

SN

Nerosão do

solo

Êxodo

Ocupação externaServiços ambientais

Perdas

Produtos

Poluição

R2

MR SR

M = MN+MR S = SN+SR

R = R1+R2

F = M+SBiodiversidade e recursos da atmosfera que hoje se convertem em não renováveis

Energias e materiais reniváveis

R2 Recursos da economia em grande parte não renováveis

Transformidade Tr = Y/E: Renovabilidade %Ren = 100 (R/Y) Taxa de rendimento emergético EYR = Y/F

Taxa de rendimento emergético EIR= F/I: Taxa de carga ambiental ELR = (N+F)/R Índice de Sustentabilidade Emergética ESI = EYR/ELR

O objetivo do procedimento usado: agrupar fluxos conforme sua origem, somá-los e obter razões

R1

N

estoqueinterno

Q

Produtointerações

R2$

MS

Recursos daNatureza

( I ) = R + N

RecursosEconômicos

( F ) = M + S

Emergia total

( Y ) = I + F

Ep = energia do produto

$ vendas

A análise emergética mede a sustentabilidade de um sistema, o saldo de emergia líquida, a pressão sobre o ambiente, o intercambio entre sistemas.

Energia líquida: EYR = Y/F

Investimento: EIR = F/I

Renovabilidade

%R = 100(R/Y)

Carga ambiental: ELR = (F+N)/R

Intercâmbio: EER = Y/[produto*preço*(emergia/USD)]

Transformidade: Tr = Y/Ep

F = M + S

R

I = R + N

Produto

Y = I + F

E

Vendas

N

M S

$

Corresponde ao valor inverso da eficiência do sistema. Varia com o tempo e com os processos utilizados. É um fator de conversão.

E

YTr

TransformidadeF = M + S

R

I = R + N

Produto

Y = I + F

E

Vendas

N

M S

$

Indica a renovabilidade ou sustentabilidade do sistema

Y

R*100%R

Renovabilidade emergética

F = M + S

R

I = R + N

Produto

Y = I + F

E

Vendas

N

M S

$

A emergia líquida obtida com o investimento realizado. O valor mínimo é 1. A diferença indica a energia capturada da natureza.

F

I1

F

IF

F

YEYR

Razão de Rendimento Emergético

F = M + S

R

I = R + N

Produto

Y = I + F

E

Vendas

N

M S

$

Indicador da intensidade de uso de recursos econômicos para implementar um sistema agrícola ou agroindustrial.

I

FEIR

Razão de Investimento Emergético

F = M + S

R

I = R + N

Produto

Y = I + F

E

Vendas

N

M S

$

Relação entre a emergia não renovável e a emergia renovável.

R

NFELR

Razão de Carga Ambiental

F = M + S

R

I = R + N

Produto

Y = I + F

E

Vendas

N

M S

$

F = M + S

R

I = R + N

Produto

Y = I + F

E

Vendas

N

M S

$

Avalia se o produtor recebe na venda dos produtos, toda a emergia gasta na produção. EER > 1 o produtor perde. EER < 1 o produtor ganha (caso raro!)EER = 1 comércio justo se o modelo de produção for ecológico (“Fair Trade”)

(sej/$)*($/kg)*ano)*(kg/ha

YEER

Razão de Intercâmbio Emergético

Energia líquida: EYR = Y/F

Investimento:EIR = F/I

Renovabilidade %R = 100(R/Y)

Carga ambiental: ELR = (F+N)/R

Troca produtor: ER = Yout / Yin

Transformidade:Tr = Y/Ep

1900 1950 2000 2050

Indices emergéticos

A biosfera levou milhões de anos para se tornar um mecanismo capaz de controlar a temperatura, a umidade e a composição gasosa da atmosfera.

O aquecimento global coloca a possibilidade da extinção de muitas espécies, entre elas, a humana.

Temperatura do Sol

Temperatura da Terra

Sol

Diagrama de Regulação Climática

da Terra

Erupções

Consu-midores(fauna)

H2O CH4 CO2 NOx SOxcalor

Superfície terrestre

(fotossíntese)

CO2

O2Matéria orgânica

Consu-midoresOceanos e

corpos d’água

Matéria orgânica

Seres humanos

CO2Superfície gelada

CH4

CMateriais

energéticos fósseis

NS

Chuva

Hidrato de metano

Carbonatos(corais)

Calor

CO2 e CH4 atm.

O retorno a sustentabilidade

Saber sistêmico, novos valores ou paradigmas, pesquisa, ação social