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Desenvolvimento e Sustentabilidade Profa. Dra. Cecília M. Villas Bôas de Almeida Prof. Dr. Biagio F. Giannetti Profa. Dra. Silvia H. Bonilla Índice Ementa da disciplina O que é desenvolvimento econômico O que é PIB? Desenvolvimento medido pelo IDH O que é desenvolvimento sustentável Sustentabilidade ambiental TEXTO COMPLEMENTAR: O outro lado do progresso A engenharia da sustentabilidade Definição de sistema Diagramas de sistemas e fluxos de energia As fontes de energia controlam a forma do sistema Recursos limitados e ilimitados TEXTO COMPLEMENTAR: Comer também polui Modelos Um modelo simples de um sistema de armazenamento Equações para um sistema simples de armazenamento TEXTO COMPLEMENTAR: Aplicando o modelo de um sistema simples de armazenamento Modelos de crescimento Modelo de Crescimento utilizando uma fonte de energia renovável Modelo de Crescimento utilizando uma fonte de energia lentamente Renovável TEXTO COMPLEMENTAR: Energia, Ecologia & Economia Modelos de crescimento Modelo de Crescimento utilizando uma Fonte Não-Renovável Modelo de Crescimento utilizando duas Fontes: Renovável e Não-Renovável TEXTO COMPLEMENTAR: Sistema Complexo e Auto-Organização - Conceitos Importantes para Compreender a Interação entre Sistema de Produção e Meio Ambiente 15 18 25 26 27 28 30 3 37 39 39 4 49 51 56 61 7a 74 78 83 | - Ementa A disciplina aborda conceitos relativos à sustentabilidade do meio ambiente, suas relações com o setor produtivo e a influência do uso da energia nas sociedades modernas. São apresentados os diagramas de energia dos sistemas, que oferecem diferentes vantagens aplicáveis para análise de território, de ecossistemas e da sociedade. 1l- Objetivos Gerais Apresentar as tipologias e perspectivas do desenvolvimento sustentável, analisando os impactos decorrentes do consumo de energia e as alternativas para mitigar tais impactos. Descrever as modernas ferramentas e técnicas visando a sustentabilidade das sociedades modernas. 1 - Objetivos específicos (1) apresentar e reconhecer as tipologias do desenvolvimento. (2) apresentar e reconhecer as tipologias da sustentabilidade. (3) refletir sobre os impactos ambientais decorrentes do uso da energia nas sociedades modernas. (3) conhecer as modernas ferramentas e técnicas visando a avaliação da competitividade ambiental Hi - Conteúdo Programático O que é desenvolvimento econômico O que é desenvolvimento sustentável Tipos de sustentabilidade fraca, média e forte A engenharia da sustentabilidade Modelos Modelos de crescimento com fonte renovável e lentamente renovável Modelos de crescimento com fonte não renovável e com duas fontes na snso IV - Estratégia de trabalho Aulas teóricas expositivas, destinadas a ministrar o programa da disciplina e trabalhos extra- aula para entregar quinzenalmente. Leitura e discussão dos textos complementares. V - Avaliação Provas bimestrais (NP) e avaliação de trabalhos extra-aula (T,) Bi=(NP-3)+ nºT] Bibliografia básica B. F. GIANNETTI, C.M.V.B. ALMEIDA, “Ecologia Industrial: Conceitos, ferramentas e aplicações”, Edgard Blucher, São Paulo, 2006. J. DIAMOND, “Colapso: Como as sociedades escolhem o fracasso ou o sucesso”, Editora Record, São Paulo, 2005 Bibiografia Complementar H. T. ODUM, E. ODUM, “Hombre y Naturaleza: bases energéticas”, MacGraw-Hill, Nova York, 1981 H. T. ODUM, E. ODUM, “Modeling for all Scales”, Academic Press, San Diego, 2000. Nesta abordagem, o aumento do bem estar econômico e a melhora na qualidade de vida (incluindo lazer saúde, cultura e educação) são consequências da maior circulação de dinheiro em um país. De maneira resumida, quanto maior o PIB mais desenvolvido seria um país. Tal associação é facilmente compreendida quando lembramos que um PIB elevado significa um mercado suficientemente forte para garantir um consumo igualmente forte e um setor industrial capaz de, por seu lado, garantir a transformação de bens primários em bens de consumo, num círculo virtuoso que leva a mais crescimento econômico e a um PIB crescente. Porém, enquanto o Brasil apresenta o 10º PIB mundial, ao analisar-se sua produção sob o foco do PIB per capita percebe-se que o país cai para o 53º lugar do ranking, fazendo com que países que possuem PIBs bem inferiores ao nosso, como a Suíça (58% menor que o PIB do Brasil), apresente PIB per capita 8 vezes maior, mostrando que a riqueza na Suíça embora produzida em menor escala que no Brasil, melhor atende a sua população. Desta forma, o valor do PIB é insuficiente para indicar se um país é desenvolvido ou não, já que não considera a distribuição de renda pela população. Por outro lado, a análise isolada do PIB per capita, que oferece apenas um valor médio, ainda não dispõe da capacidade de conduzir a percepções muito conclusivas a respeito do grau de desenvolvimento econômico do país, necessitando ser complementada por outros elementos que envolvam indicadores sociais e de distribuição de renda do país. Uma das formas propostas para complementar a análise referente ao nível de desenvolvimento econômico de um país, dá-se por meio de alguns indicadores sociais, tais como: taxa de mortalidade infantil, taxa de analfabetismo, número de médicos e leitos hospitalares por habitante, quantidade média de anos na escola e expectativa de vida. O conceito de desenvolvimento implica, portanto, em muito mais que o simples crescimento e o crescimento econômico não é suficiente para garantir este desenvolvimento. Desenvolvimento medido pelo IDH Como o PIB pretende medir o desenvolvimento econômico sem levar em conta aspectos como ao bem estar social (que inclui saúde e educação), surgiu o IDH (Índice de Desenvolvimento Humano), que mede a média das realizações de um país em três dimensões básicas do desenvolvimento humano: uma longa expectativa de vida, o conhecimento e um padrão de vida digno para a população. O Índice de Desenvolvimento Humano é uma medida comparativa de pobreza, alfabetização, esperança de vida para os diversos países do mundo. Seu cálculo vai de O (zero) a 1 (um), sendo que quanto mais próximo da unidade, mais desenvolvido é considerado o país. Até 2009, o IDH usava os três índices seguintes como critério de avaliação: 5 Índice de educação: Para avaliar a dimensão da educação o cálculo do IDH considerava dois indicadores. O primeiro, com peso dois, era a taxa de alfabetização de pessoas com 15 anos ou mais de idade. O segundo indicador era a taxa de escolarização: somatório das pessoas, independentemente da idade, matriculadas em algum curso, seja ele fundamental, médio ou superior, dividido pelo total de pessoas entre 7 e 22 anos da localidade. Também entravam na contagem os alunos de cursos supletivos, de classes de aceleração e de pós- graduação universitária. Longevidade: O item longevidade era avaliado considerando a expectativa de vida ao nascer, mostrando a quantidade de anos que uma pessoa nascida em uma localidade, em um ano de referência, deveria viver. Renda: A renda era calculada tendo como base o PIB per capita do país em dólar PPC (Paridade do Poder de Compra). O IDH era calculado pela média das três dimensões. Eram considerados países com alto desenvolvimento humano aqueles que apresentavam IDH > 0,8. Os países com 0,799 < IDH < 0,5 eram considerados países de desenvolvimento intermediário. Aqueles com IDH < 0,5 eram considerados de baixo desenvolvimento humano. Ao longo dos últimos 20 anos, o IDH recebeu uma boa dose de críticas. Alguns levantavam problemas em relação à sua elaboração e composição. Outros sugeriam que o índice devia ser ampliado para incluir mais dimensões, desde a igualdade de gênero à biodiversidade. Muitas das preocupações eram válidas. Mas o objetivo do IDH era criar um indicador do bem-estar redirecionando as atenções no sentido do desenvolvimento antropocêntrico e promovendo debate sobre como fazer progredir as sociedades. O Relatório de 2010 recalculou o IDH de anos anteriores usando uma consistente (e nova) metodologia e série de dados. Esses números não são comparáveis com os resultados dos Relatórios de Desenvolvimento Humano anteriores O novo IDH combina três dimensões: e Uma vida longa e saudável: Expectativa de vida ao nascer e O acesso ao conhecimento: Anos Médios de Estudo e Anos Esperados de Escolaridade e Um padrão de vida decente: PIB (PPC) per capita O diagrama mostra a nova estrutura do IDH que passa a vigorar a partir de 2010 (Fig. 1.1). Índice de educação: Índice de anos médios de estudo Índice de anos esperados de escolaridade - AME-O — AEE-O !AME="13,2-0 ME = 9,6-0 Índice de educação W'IAME-IAEE -O 0,951-0 IE= Índice de renda: In(PIBpe) - In(163) In(108.211) - In(163) Finalmente, o IDH é a média geométrica dos três índices anteriores normalizados: IDH= VEVx ElxIR O IDH antigo utilizava limites absolutos para classificar os países quanto ao grau de desenvolvimento humano, mas o novo IDH utiliza limites relativos. A classificação dos países se dá de acordo com os quartis do IDH (muito elevado, elevado, médio é baixo) Um país está no grupo mais elevado se o seu IDH estiver no quartil superior, no grupo elevado se o seu IDH estiver entre 51-75 percentis, no grupo médio se o seu IDH se situar entre 26-50 percentis e no último grupo se o seu IDH se situar no quartil inferior. No relatório de 2010 foram classificados como países com desenvolvimento muito alto humano aqueles que apresentavam IDH > 0,786. Os países com 0,785 > IDH > 0,670 são considerados países de desenvolvimento alto (o Brasil está em 2010 neste intervalo, com IDH = 0,699). Os países com 0,669 > IDH > 0,471 são considerados países de desenvolvimento intermediário. Aqueles com IDH < 0,470 eram considerados de baixo desenvolvimento humano. Para maiores informações sobre o IDH veja: http:/Awww.pnud.org bripobreza desigualdade/reportagens/index.php?id01=36008 ay=pde O Índice de Desenvolvimento Humano ainda é criticado por uma série de razões, incluindo pela não inclusão de quaisquer considerações de ordem ecológica, focando exclusivamente no desempenho nacional e por não prestar muita atenção ao desenvolvimento de uma perspectiva global. Nesta aula vimos que tanto o PIB como o IDH medem apenas uma parte do desenvolvimento. O primeiro considera que o desenvolvimento é consegiência do crescimento econômico e da acumulação de riqueza. O segundo, inclui aspectos sociais como a saúde e a educação da população. Entretanto, os economistas, que consideram que o desenvolvimento é consegiência do aumento da circulação e da distribuição do dinheiro, devem aprender como o sistema humano está inserido no meio ambiente. O que os economistas chamam de “externalidades”, mas que na verdade são os fluxos de energia que controlam a economia devem ser melhor entendidos. Estimular o crescimento por meio do aumento da circulação de dinheiro só funciona quando há grande quantidade de recursos e energia por utilizar e estes recursos são fornecidos pelo meio ambiente. Exercícios para entregar Assunto: O que é desenvolvimento econômico Nome RA Professor Turma Campus: 1 — Defina PIB. Qual a sua importância? Como o PIB é utilizado para medir o desenvolvimento? Qual o PIB do Brasil em 2008? 2 — Com os dados da tabela abaixo, calcule o IDH dos países e identifique os países com alto, médio e baixo desenvolvimento humano. Expectativa de vida Média de anos de Anos de escolaridade PIB per capita / Ianos) escolaridade) (anos) esperados (anos) (US%lhab) 81,4 9,7 16,3 29.619 Expectativa de vida Ianos) Média de anos de escolaridade! (anos) Anos de escolaridade esperados (anos) PIB per capita / (US%hab) 729 72 13 13.444 Expectativa de vida ! anos) escolaridade! (anos) Anos de escolaridade esperados (anos) PIB per capita / (US% hab) 735 75 1,4 7.258 IDH = País Expectativa de vida / (anos) Mádia de anos de escolaridade! (anos) Anos de escolaridada esperados (anos) PIB per capita / (US%lhab) Zimbabue 47 7,2 9,2 176 2. O que é desenvolvimento sustentável Sustentabilidade No dicionário, a sustentabilidade simplesmente implica que uma determinada atividade ou ação seja susceptível de ser sustentada (ou seja, de continuar indefinidamente). Pensando no meio ambiente, esta definição não é particularmente útil uma vez que muitas práticas altamente nocivas podem ser mantidas por longos períodos de tempo, além do tempo da vida humana individual. Muitas pessoas podem argumentar que os ecossistemas se adaptam às mudanças impostas pela ação humana ao longo do tempo, mas esta é uma representação perversa para o futuro do planeta. Os ecossistemas do planeta, que suportam a totalidade das nossas necessidades no que diz respeito à saúde, à criação de riqueza e bem-estar, têm evoluído ao longo de bilhões de anos. Por sua vez, a civilização moderna surgiu há cerca de 3.000 anos (ou 70 vidas humanas de 70 anos ou cerca de 200 gerações). O ritmo da mudança que temos imposto ao mundo natural é espetacularmente rápido e pode ser também irreversivel, uma vez que excede a velocidade em que ecossistemas podem evoluir. Portanto, temos de tomar os diversos ecossistemas do planeta como um ponto de referência fixa para enquadrar as nossas atividades de desenvolvimento, em vez de esperar que os ecossistemas se moldem de acordo com nossas necessidades e desejos. A emergência nas décadas de 80 e 90 para as questões ambientais de alcance global, como o empobrecimento da camada do ozônio e as alterações climáticas, chamou a atenção para o acentuado aumento na taxa e na amplitude das mudanças no ambiente forjadas pela expansão da economia global. Talvez a mais conhecida definição de sustentabilidade venha do relatório Brundiland de 1987. Os autores definem desenvolvimento sustentável como “..o desenvolvimento que satisfaz as necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras de satisfazerem as suas próprias necessidades”. Os antecedentes históricos deste conceito remontam os anos 70. Talvez o antecedente mais significativo foi o relatório do Clube de Roma de 1972 (Limites do Crescimento). O relatório, utilizando simulações em computador, mostrou que a taxa de crescimento da utilização dos recursos e a poluição ameaçavam comprometer o crescimento econômico com consegiências imprevisíveis. Segundo as idéias dos economistas tradicionais, era preciso crescer para atingir o desenvolvimento. Mas, se o sistema econômico não pode se expandir indefinidamente, a fim de permitir o acesso a melhores padrões de vida para os pobres, como atingir o desenvolvimento? Além disso, o crescimento demográfico e o econômico eram tipicamente vistos como indissoluvelmente ligados, com um apoiando o outro. Como lidar com o crescimento da população? 15 As diferentes opções para o futuro estão condicionadas pela capacidade do meio ambiente em fornecer materiais e energia e à capacidade dos seres humanos de perceber e compreender que o desenvolvimento depende dos fluxos provenientes da natureza e é limitado por eles. Ao longo do tempo, os seres humanos têm modificado a capacidade de carga do meio ambiente. Pesquisadores têm desenvolvido métodos para estimar o impacto ambiental das populações com relação ao uso de recursos per capita, como por exemplo, a Identidade de Ehrlich: Poluição = Habitantes x Produção econômica x Poluição Área área Habitantes Produção econômica Que pode ser reescrita na forma: I=PxAxT onde: 1é o impacto sobre o ambiente resultante do consumo P é a população que ocupa uma determinada área A é o consumo per capita (riqueza) Téo fator tecnológico Quanto menor o impacto de uma população sobre uma área, maior seria a sua sustentabilidade. Pode-se, desta forma, estimar o impacto do consumo de uma população sobre o meio ambiente ao longo do tempo, levando em conta o aumento da população e o fator tecnológico (que pode aumentar ou diminuir o impacto sobre o ambiente). A tabela 2.1 mostra a variação da população do Brasil, juntamente com a variação do PIB e da emissão de gases de efeito estufa (ECO;) para o intervalo de 1990-2000. Uma terceira coluna mostra uma projeção para o ano de 2025, considerando que o padrão de variação se mantenha o mesmo no futuro. Tab. 2.1. Dados de população, econômicos e de emissão de gás de efeito estufa Área População PIB ECO, (10º km?) (10º Hab) (10º US$) (10 CO, equiv.) 1990 | 2000 | 2025* | 1990 | 2000 | 2025* | 1990 | 2000 | 2025* [Brasil 85 1,50 | 1,70 | 2,40 [0,435 |0,610/ 1,220 | 5,17 | 6,90 | 12,10 PIB — produto intemo bruto. ECO; — unidade de CO» equivalente da emissão de gás de efeito estufa. * projeção Utilizando-se a igualdade de Ehrlich observa-se que, no exemplo tomado, a população por área aumenta, o PIB per capita também aumenta, mas a tecnologia 17 apresenta melhora, já que há uma diminuição da emissão de dióxido de carbono ao longo dos anos (Tab. 2.2.) Tab. 2.2. Termos da equação de Ehrlich para o Brasil. Populaçãojárea PIBipop ECO;PIB (Habim?) (USS/Hab) (COzoquiv/ US$) Pp A T 1990 18 2900 1189 2000 20 3588 1131 2025* 28 5083 992 Entretanto, apesar da melhora apresentada pelo fator tecnológico (T). o impacto sobre o ambiente resultante do consumo continua a aumentar linearmente, como mostra o gráfico da variação de | ao longo dos anos (Fig. 2.1). 2,E+08 1,E+08 8,E+07 4,E+07 | (impacto sobre o ambiente resultante do consumo) 0,E+00 1980 1990 2000 2010 2020 2030 ano Fig. 2.1. Variação de | (impacto sobre o ambiente causado pelo consumo) ao longo dos anos. Sustentabilidade Ambiental A Identidade de Ehrlich, inclui o meio ambiente, inclui a pressão do tamanho de uma população e o fator econômico para calcular o impacto desta população sobre uma determinada área. Mas, o fato de | diminuir garante a ocorrência de um desenvolvimento sustentável? 18 
