Modulo #1. Parte 1 (37p)

1. Modulo #1. Parte 1 (37p) Como funciona a natureza? Enrique Ortega e Mileine Zanghetin Laboratório de Engenharia Ecológica Campinas, SP, outubro de 2008. (Revisões: abril e julho de 2009). www.unicamp.br/fea/ortega/

2. Conceitos básicos sobre a biosfera, os ecossistemas e a economia humana

3. O objetivo desta apresentação é explicar o mundo em que vivemos. Vamos usar a abordagem sistêmica, um método de estudo que consiste em visualizar as coisas como partes ativas de um todo maior. Um sistema é um conjunto de objetos (componentes funcionais) que estabelecem interações positivas e negativas (fluxos de energia, materiais, informação) entre si e com o exterior. Todos os sistemas se relacionam entre si. Esses relacionamentos variam de forma e de intensidade com o tempo.

4. Interessa-nos descobrir como funcionam os seguintes sistemas: 1. Nosso planeta, 2. A região onde vivemos, 3. As organizações humanas para produzir e consumir.

5. Vamos aprender a desenhar sistemas, mostrando as forças e os estoques externos, os componentes internos e, finalmente, as interações entre todos eles. Usaremos a linguagem dos sistemas. Ela foi desenvolvida pelo professor H. T. Odum da Universidade da Florida. Como toda linguagem ela tem símbolos e os agrupa de maneira a expressar o sentido do mundo que nos rodeia. Vamos mostrar os símbolos dessa linguagem:

9. Vamos fazer o diagrama de uma lavoura. Temos que expressar como se fazem as coisas no sítio ou na fazenda: “o sol, a chuva, o solo e as sementes são coisas necessárias para obter uma colheita”. A partir dessa frase podemos fazer um desenho:

10. Na linguagem de sistemas ficaria assim:

11. Mas nessa unidade produtiva é necessário o trabalho humano, bem como o trabalho do animal que vai puxar o arado e também alguns insumos. Vamos incluir essas coisas no desenho:

12. Na linguagem de sistemas ficaria assim:

13. Para completar a representação do sistema rural, ele deveria incluir a família que mora nesse lugar e que consome parte da produção e também mostrar que uma parte da produção é vendida em troca de outras coisas úteis ou de dinheiro.

14. Na linguagem de sistemas ficaria assim:

15. Agora vamos estudar sistemas mais complexos. Começaremos pelo diagrama de uma semente germinando.

16. Diagrama da planta como sistema independente

17. Agora vamos fazer o diagrama do corpo humano com seus diversos subsistemas: locomotivo (esquelético-muscular), circulatório, endócrino, nervoso, digestivo, respiratório.

18. Diagrama do ser humano como sistema autônomo, com fluxos externos e internos e órgãos funcionais.

19. Acoplamento entre plantas e animais (sem o homem).

20. Plantas e animais se integram em um ciclo de produção e consumo impulsionado pelas energias que a biosfera recebe do Sol, da Lua e da Terra (calor, gravitação, materiais, forma e informação), A fotossíntese das plantas transforma a radiação solar e os nutrientes básicos em biomassa vegetal que alimenta os animais. Os decompositores usam os resíduos e devolvem os nutrientes básicos.

21. A biomassa animal tem energia disponível que é aproveitada por outros animais (os predadores). Esse consumo gera uma “cadeia trófica”. Os resíduos dos animais ainda têm um pouco de energia disponível, a qual é aproveitada por um grupo especial de animais: os decompositores. Eles devolvem os nutrientes básicos ao sistema para que o ciclo de vida possa recomeçar.

22. O mundo hoje

23. As coisas mudaram muito no planeta quando a humanidade desenvolveu a capacidade de extrair e usar primeiro carvão e depois petróleo e gás. O trabalho realizado pela natureza na formação destes recursos foi muito grande (levou milhões de anos) e por tanto sua intensidade energética é alta. Acontece que esse trabalho biofísico não é considerado na contabilidade econômica. Hoje, os custos do petróleo são apenas a extração, o transporte e o beneficiamento, por isso o petróleo custa pouco. Durante décadas seu valor monetário foi de 10 dólares/150 litros = 0,2 Reais/litro (aprox.)

24. Os grupos humanos podem destruir os ecossistemas sem a ajuda da energia fóssil! Exemplos: as civilizações Maias e Anasazi (América do Norte), Acadiana (Mesopotâmia), a população da ilha de Páscoa, etc. Forças causais →Conseqüências Derrubada de florestas, caça excessiva, uso inadequado do solo agrícola →perda de espécies, erosão, salinização, desertificação, diminuição da água disponível, mudança do clima local. Invasão de territórios → injustiça, morte, concentração da riqueza, marginalização. Alienação →falta de percepção do funcionamento dos ecossistemas e da interferência humana.

25. Quando o homem usa os recursos fósseis seu impacto ambiental aumenta muito! O trabalho da natureza e humano é substituído pelo trabalho de produtos químicos e máquinas a motor com custos sociais e ambientais elevados: Maior destruição das matas nativas = perda da biodiversidade, diminuição da água disponível. Desapropriação (violência social) = concentração da riqueza, irresponsabilidade, injustiça. Êxodo rural = marginalização (vida em favelas). Uso de substâncias tóxicas = doenças e mortes na lavoura, poluição (custo de tratamento caro). Alienação = ignorância, perda do sentido da vida. Mudanças climáticas globais= extinção da espécie!

26. Resíduos, efluentes e emissões Os resíduos gerados pelos países industriais são grandes e perigosos, tanto que eles os jogam no mar ou os depositam em outros países. É a falsa solução para evitar que suas populações vivam cercadas por imensos lixões. Os esgotos sem tratar vão para os rios e os oceanos. Ao queimar o petróleo ou transformá-lo em produtos industriais geram-se gases, muitos deles tem efeito estufa (dióxido de carbono, metano, óxidos de nitrogênio e enxofre) que aumentam a absorção do calor que a Terra emite, aumentando o Aquecimento Global.

27. Aquecimento global: situação atual e riscos futuros A queima de energia fóssil e florestas libera grandes estoques de CO2 e CH4 (calotas polares, geleiras, permafrost, clatratos).

28. Um ecossistema:

29. Explicação do diagrama de um ecossistema. A chuva, o escoamento superficial e o resultado dos processos geológicos em outras regiões entram no sistema para criar estoques de solo, matéria orgânica, água e estruturas geológicas. A vegetação local recebe a energia do sol e do vento e utiliza os estoques de água, solo e matéria orgânica do solo para criar um estoque interno de biomassa. Essa vegetação fornece alimento aos animais.

30. Por sua vez, os resíduos desses animais e da biomassa vegetal geram matéria orgânica para o solo. Há migração de animais. Há intercâmbio de pessoas e produtos. Observamos um escoamento superficial de água que arrasta parte do estoque de solo; vemos um fluxo de infiltração, e fluxos de transpiração e evaporação que, graças a ação do vento, saem do sistema. Por último, uma parte da energia sai do sistema como energia degradada.

31. Usina de álcool (sem mostrar impacto sócio-ambiental):

32. O diagrama representa uma usina de álcool de forma simplificada. Observamos que ha um escoamento superficial de água, que junto com a chuva gera um estoque de água. Os processos geológicos externos geram um estoque de solo. O cultivo da cana, o corte, transporte, extração, fermentação e destilação demandam: energia do sol, água e solo, mão-de-obra, combustíveis, produtos químicos e bens econômicos. Se produz um resíduo (vinhoto), que é reciclado como fertilizante na lavoura. A venda do etanol gera um estoque de capital (dinheiro) usado para pagar insumos, serviços externos e gerar lucro. O sistema dispersa energia e materiais.

33. Usina de álcool mostrando o impacto sócio-ambiental: Êxodo rural (marginalização).Perda de espécies.Menos água no subsolo.Menos regulação hídrica, biológica e climática. Redução do espaço ecossistêmico de 100 para 20%: perda de funções ambientais importantes. Aumento do espaço destinado ao consumo humano urbano. Aumento da poluição química.

34. Absorção do impacto ambiental: Serviços ambientais a montante Tratamento de resíduos e Reciclagem Serviços ambientais a jusante Absorção do impacto social: Mudança do modelo de produção, integração do metabolismo campo-cidade utilizando recursos renováveis e pleno emprego

35. Diagrama sistêmico de uma região:

36. Três áreas fazem fotossíntese: o setor agrícola, os ecossistemas remanescentes e os jardins da cidade. Os resíduos da indústria, do comércio e da população são reciclados. Supõe-se que o processo de estoque de resíduos inclui um processo de tratamento de resíduos. A infra-estrutura da suporte a indústria, ao comércio e as moradias. Supõe-se que todos cidadãos participam do governo da região. A região vende produtos e compra combustíveis e bens industriais, paga impostos e recebe serviços e as pessoas circulam livremente. O diagrama mostra um sistema não renovável, sem pessoas no espaço rural.

37. Laços de retro-alimentação nos sistemas. Os sistemas se auto-organizam criando laços de retro-alimentação e estruturas para aproveitar a energia disponível e realizar trabalho sistêmico. A cultura, as leis, os preços, o trabalho, os gostos, as necessidades sociais constituem a retro-alimentação para a autonomia e a a auto-suficiência.

38. Primeira pausa Em breve continuaremos.