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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