Homenagem a Howard T. Odum.

Artigo em escrito por Mark T. Brown publicado na revista Energy 28 (2003) 293–301 299.

Tradução para o português: Enrique Ortega (26 de dezembro de 2009).

Howard T. Odum, 1924 - 2002

O sentimento de “verdade” corresponde a um estado da mente no qual não há contradição entre a realidade e sua interpretação.  A pessoa acha que sua idéia é verdadeira porque ela não apresenta contradições.  No entanto, quanto menos se conhece mais fácil é achar que o que se sabe constitui uma verdade irrefutável.  Tendemos a defender de forma dogmática as coisas que nos foram ensinadas como se fossem as únicas “verdades”, mas por outro lado, o que apreendemos na vivência diária e a partir de experimentos científicos nos revela uma realidade contraditória. (Odum, 1995)

 

Uma das mentes mais criativas na Ecologia, Ciências do Ambiente, Ecologia de sistemas, estúdios sobre Energia e Políticas Públicas faleceu no dia 11 de setembro de 2002. Howard Thomas Odum era Professor Emérito na Universidade da Florida, onde atuava como pesquisador no Departamento de Engenharia Ambiental.  A dificuldade que temos de definir seu campo de atuação é um sinal de seu gênio criativo.  A lista de suas publicações inclui centenas de jornais científicos diferentes. Os temas cobrem um amplo espectro: desde o ciclo global do Estrôncio, a análise de cadeias tróficas em diversos ecossistemas, o estudo do saldo energético líquido da produção e uso de recursos energéticos renováveis e não renováveis.

HT, como seus amigos e colaboradores o chamavam, começou sua carreira docente em 1950 ensinando Biologia como professor assistente na Universidade da Flórida, depois de completar seu Ph.D. na Universidade de Yale onde estúdio o ciclo global do Estrôncio sob a orientação de George Evelyn Hutchinson (1903-1991).

Depois de Yale, e antes ir à Universidade da Flórida, HT serviu na Força Aérea dos Estados Unidos como meteorologista em zonas tropicais.  Ele gostava de lembrar que essa foi uma experiência marcante que despertou seu interesse na energética dos sistemas de todas as escalas de tamanho. Foi observando os comportamentos característicos dos fenômenos climáticos tropicais com suas forças impulsoras, mecanismos de interação e variáveis de resposta, que começou a imaginar os conceitos de causalidade dos sistemas energéticos

Já estando na Universidade da Florida, com apoio da National Science Foundation (NSF), ele desenvolveu um trabalho seminal: a avaliação energética da cadeia trófica do curso de água denominado “Silver Springs”, cujos resultados foram publicados em Ecological Monographs (Odum, 1957).  O estudo sobre esse sistema aquático passou a ser usado como uma referencia metodológica nos livros de Ecologia para ilustrar a forma de estudar os fluxos de energia e materiais nos ecossistemas. Nessa mesma época, Howard e seu irmão Eugene publicaram o estudo de outra cadeia trófica completa, o atol Eniwetok, nas Ilhas Marshall (Odum e Odum, 1955) que revelou a importância do subsidio energético fornecido pelas correntes oceânicas e as marés para a produtividade geral do recife.

Foi na Flórida, no início da década de 1950 que HT, em colaboração com R.C. Pinkerton, escreveu um dos seus trabalhos mais importantes, aquele que trata da interação que existe entre a taxa de produção e a eficiência (“Time's speed regulator: the optimum efficiency for maximum power output in physical and biological systems”) (Odum e Pinkerton, 1955, ver também Odum 1983b).  Um artigo de poucas folhas que, no entanto chamou muito a atenção e foi citado inúmeras vezes. Nele, Odum e Pinkerton a partir das idéias do biólogo matemático A. J. Lotka, sugerem que a produção de energia útil de um sistema se otimiza quando ele trabalha a 50% de seu potencial de carga total e que os sistemas reais desenvolvem a melhor performance a níveis de carga ainda menores.  Essa observação foi denominada Princípio da Máxima Potencia, e Odum sugeriu que poderia constituir a quarta lei da Termodinâmica (assim como Lotka fez … ver Lotka, 1922a, 1922b, e 1925).

Após trabalhar quatro anos na Flórida, ele passou dois anos na Universidade de Duke e, a seguir, ele ocupou o cargo de Diretor do Instituto de Ciências Marinas da Universidade de Texas, em Porto Aransas, e depois do Centro Nuclear da Universidade de Porto Rico. Durante esses 11 anos Odum publicou um número impressionante de trabalhos de pesquisa sobre ecossistemas marinos da costa do Golfo de Texas e sobre efeitos da radiação em florestas tropicais. Estas coleções de artigos científicos são amplamente citadas e consideradas entre as mais contribuições importantes para entender de maneira quantitativa os processos dos ecossistemas marinos e das florestas tropicais (ver, por exemplo, Odum e Hoskin, 1958 e Odum e Pigeon, 1970).  Foi durante este período que HT desenvolveu a linguagem dos circuitos de energia e usou este tipo de linguagem combinado com programas de computação para simular cenários, na educação universitária básica.

Em 1966, Odum regressou a sua terra natal para ministrar aulas nos Departamentos de Ciências do Ambiente, Engenharia, Botânica e Zoologia na Universidade de Carolina do Norte, em Chapel Hill. Foi aí que HT começou suas indagações nos conceitos de Engenharia Ecológica, construindo grandes mesocosmos no Laboratório de Ciências Marinas em Moorehead City. Usando efluentes de água da cidade provenientes da planta de tratamento e água das marés, Odum e seus alunos estudaram o comportamento de lagoas artificiais que se auto-organizavam sob a influência de águas de diversos tipos: frescas, ricas em nutrientes e efluentes tratados (Odum, 1985).

Ele retornou a Universidade da Flórida em 1971, para atuar como professor e pesquisador.  Um pouco antes disso, HT publicou “Ambiente, Potencia e Sociedade” (“Environment Power and Society”, Odum, 1971), um livro que coloca uma perspectiva de mundo nova com base sistêmica e análises quantitativas, que permitiu perceber a importância da energia e do meio ambiente no bem-estar econômico.  Esse livro mudou a vida de muitos leitores e deu início a um debate que permanece até hoje, com economistas neoclássicos e “economistas ecológicos” que acreditam que a disposição a pagar é um método válido para dar preços e pode ser usado para valorar os recursos do ambiente.  Trata-se de uma idéia totalmente oposta a perspective colocada por Odum no sentido de que o valor (ou riqueza) depende dos processos que se realizam em miríades de sistemas na natureza e que o valor dos serviços ambientais se baseia na energia e nos recursos materiais necessários para produzi-los.

Na Flórida, durante os últimos 31 anos, de 1971 a 2002, HT utilizou as informações recolhidas ao longo dos anos no estudo e avaliação de muitos sistemas para criar um método de estudo dos sistemas complexos (“abordagem sistêmica”). Surgiu junto o conceito de qualidade da energia (ver Odum, 1973, 1974, 1976a) que no início enfrentou grande resistência por parte de muitos pesquisadores, mas que hoje é amplamente aceito. Suas idéias sobre valoração do ambiente foram enunciadas vários anos antes em Texas e Carolina do Norte, no entanto somente se consolidaram quando ele fez uma convocação para o ensino de “Economia Ecológica” nos primeiros anos da formação profissional no meio da década de 1970 (Odum, 1973; ver também Odum, 1994b).

No início dos anos 70 começou o estudo da gestão da auto-organização de sistemas para o beneficio tanto da humanidade quanto da natureza que denominou Engenharia Ecológica. Depois de uma década de esforços de pesquisa, esse estudo permitiu novas técnicas de aproveitamento de águas residuais em ecossistemas aquáticos naturais ou artificiais (Ewel e Odum, 1978). 

Também nesses anos, em resposta a forte e rápida elevação dos preços do petróleo e ao interesse no fornecimento de fontes alternativas de energia, Odum prestou testemunho no Congresso Norte-Americano e recomendou que as fontes de energia alternativas fossem avaliadas em termos do seu saldo líquido de energia e não apenas em base a energia bruta que elas produzem. Em 1975 foi incorporada uma emenda a lei federal que estabelecia a exigência da análise de energia líquida nos projetos para sistemas de novas fontes de energia. (Ver Odum, 1976b e Odum et al. 1976).

In 1983, HT publicou Ecologia de Sistemas (“Systems Ecology: an introdution”), um livro de texto para o estudo dos sistemas em geral, baseado no curso de pós-graduação que oferecia na Universidade de Carolina do Norte entre 1966 e 1970 e na Universidade da Flórida entre 1970 e 1981 (Odum, 1981).  HT descrevia o objetivo deste livro da seguinte maneira:

“Se a sociedade deseja preservar e usar devidamente a estonteante complexidade do conhecimento humano desenvolvido no século vinte, é necessário consolidar o entendimento de sistemas de muitos tipos e simplificar o ensino dos seus princípios gerais”

É neste livro que a linguagem de sistemas de Odum, a linguagem de circuitos de energia, é explicada de forma completa e são oferecidas a cinética e suas bases matemáticas, assim como a interface com a simulação usando computadores. A segunda edição recebeu o nome de Sistemas Ecológicos e Gerais (“Ecological and General Systems”), um título mais coerente já que o livro se destina ao ensino princípios gerais que se aplicam a todos os sistemas (Odum, 1994a).

Era freqüente que suas novas idéias e conceitos encontrassem resistência. Em alguns casos a resistência diminuía quando mais e mais pessoas aceitavam essa forma de interpretar o mundo, após estudo das disciplinas e os trabalhos publicados, mas ainda hoje muitos outros ainda mantém criticas e resistência. 

Um de seus conceitos mais interessante e um dos menos compreendidos é o conceito de qualidade de energia denominado contabilidade emergética (“Emergy Accounting”) que se baseia no uso de um fator de conversão de energia: a Transformidade (‘Transformity”) (ver Odum, 1984; Odum, 1986; Odum, 1988a; Odum, 1994c). A literatura científica registra as manifestações contrárias ao uso deste conceito por parte de muitos pesquisadores (geralmente atuantes em campos restritos). Aconteceu que pessoas que não contam com informação suficiente e adequada sobre este novo conceito se permitiram expressar críticas pesadas.

Na década de 1980 e no início dos 90 foi produzido o marco conceitual e os princípios da emergia (“emergy”), usando uma mistura de sentido comum, energética ecológica e termodinâmica, que levaram a publicação do livro Contabilidade Ambiental (“Environmental Accounting”) (Odum, 1996).  Também nesta época, HT substituiu o Princípio da Máxima Potência pelo Princípio da Máxima Potência Emergética, pois ele percebeu que os sistemas maximizavam a potência emergética (emergia por unidade de tempo, “empower”) e não a potência energética. Ele considerou que maximizar potencia energética em cada etapa de uma estrutura de níveis hierárquicos sucessivos em sistemas poderia, virtualmente, violar a segunda lei da termodinâmica.

In 1988, HT e seu irmão (EP) foram agraciados com Prêmio Crafoord por seus trabalhos em Ecologia, este prêmio é equivalente ao Prêmio Nobel. Quando o prêmio Nobel foi estabelecido a Ecologia ainda não era reconhecida com uma ciência, somente vários depois a Família Crafoord criou e forneceu o prêmio para Ecologia. Durante sua fala na cerimônia de entrega, HT disse:

“O estudo dos ecossistemas sugere que existem princípios que pautam o estabelecimento de estruturas hierárquicas em todos os sistemas a partir de fluxos de energia. Tendo isto como base, fica claro que as leis de energia que controlam a auto-organização são princípios da Termodinâmica dos Sistemas Abertos (algo além da Energética clássica), que se obtém a partir de uma generalização, em termos de energia, dos conceitos de Evolução. Durante os inúmeros processos de tentativa e erro da auto-organização que ocorre na natureza, as espécies e suas interações foram reforçadas de forma seletiva para ter maior acesso a energia disponível quando estabelecem arranjos que permitem retro-alimentar produtos para conseguir que a produção aumente." (Odum, 1988b).

Quando os conceitos e princípios da emergia são considerados apenas como um método para avaliar sistemas de produção de energia útil, perde-se de vista que eles constituem um marco de referência quantitativo de um modelo geral de transformação de energia que pode ser aplicado a sistemas de todas as escalas: desde ambientes “nano” a sistemas cosmológicos. Esse modelo geral constitui a base de um sistema de auto-organização hierárquica, que HT propôs que fosse a quinta lei da Termodinâmica. Ao propor a quarta e a quinta leis da Termodinâmica vinculadas à potência emergética máxima e organização hierárquica, Odum estava sugerindo o uso de “princípios de sistemas dinâmicos” com base em derivadas matemáticas de ordem diferente das derivadas de primeira ordem aplicadas na primeira, segunda e terceira lei da Termodinâmica.

Nos anos 90 e já próximo do Milênio, HT se concentrou no estudo do fenômeno de pulso de consumo que existe em muitos sistemas e sugeriu que esse comportamento poderia ter como objetivo a maximização da potencia emergética.  O paradigma do pulso surgiu em uma época em que os ecologistas discutiam Distúrbios em Lotes (“Patch Disturbance”) e Ecologia da Paisagem, conceitos de equilíbrio dinâmico que questionavam as teorias clássicas de sucessão ecológica. 

Como resultado deste novo achado (Sistemas Pulsantes ou “pulsing systems”) e como um desdobramento de seus conhecimentos em Ecologia e Ecologia de Sistemas, Odum reconheceu que todos os sistemas, incluindo as economias capitalistas ocidentais não podem crescer eternamente, e que as economias ocidentais vão parar e contrair devido a diminuição de recursos de todo tipo. Escreveu junto sua esposa (Elisabeth) o livro O Declínio Próspero (“The Prosperous Way Down”) (Odum e Odum, 2001) visando ajudar ao gênero humano a fazer a transição consciente a um futuro com recursos energéticos menos abundantes.

HT Odum sempre falou do enfoque de sistemas (“Systems Approach”) como um método de análise de cima para baixo (“top down approach”) que exigia o uso da linguagem simbólica de sistemas de fluxos de energia (que vai além das palavras), uma forma quantitativa de avaliar múltiplas escalas ao mesmo tempo (usando emergia), aplicando princípios de auto-organização (potencia emergética máxima).  Ele extraia seus exemplos e analogias da natureza, e dizia que poderíamos apreender muito sobre sistemas observando com atenção a natureza, pois ela tinha milhões de anos de auto-organização.  O conceito de Sistema em Regime (“steady state”) é uma propriedade intrínseca dos ecossistemas e nunca esteve longe do léxico de Odum sobre as propriedades físicas usadas para comparar sistemas de diversa composição e funcionamento.  Em uma ocasião ele se posicionou da seguinte forma,

Com o uso da visão estrutural na análise de redes de energia podemos descobrir um universo que opera em regime, porém em forma dinâmica. Não se trata do modelo simples de explosão e contração, mais de um sistema hierárquico de estrelas e galáxias e buracos negros onde tanto a radiação térmica de baixa intensidade quanto a matéria dispersa convergem, passo a passo, aos centros de energia intensa da mais alta transformidade, onde a energia e a matéria se reciclam em um laço fechado, assim como ocorre nas escalas muito menores, por exemplo em um gás em equilíbrio onde ocorre uma distribuição de Maxwell-Boltzmann. (Odum 1995)

 

No seu ultimo artigo delineou com alguns detalhes seu conceito de um cosmos composto de uma hierarquia de processos interconectados, com fluxos convergentes de energia e matéria mantidos por fluxos de reciclagem de energia e matéria (Odum, 2003). Uma perspectiva de cosmos em renovação constante.

Ainda que o futuro seja um processo em aberto, sem dúvida vai ser difícil achar alguém com a capacidade criativa de HT Odum trazendo novas perspectivas para o entendimento do mundo.  Aqueles de nós que tivemos a fortuna de conviver com ele e de estudar seus conceitos percebemos sua genialidade e desejamos fazer uma homenagem, reconhecendo a importância do trabalho que ele desenvolveu para os estudos que fazemos.

Sentimos muito a ausência, a falta da interferência direta do gênio criativo nas pesquisas. Propomos-nos manter a criatividade garantindo a liberdade de interpretação, a interação de conhecimentos de campos diferentes e a visão sistêmica ao estudar como funciona o mundo.

Mark T. Brown, University of Florida, USA

Susan Carstenn, Hawaii Pacific University, USA

Elizabeth A. McMahan, USA

John McLachlan-Karr, Australia

William J. Mitsch, The Ohio State University USA

Scott Nixon, University of Rhode Island, USA

Craig Diamond, Florida State University, USA

David R. Tilley, University of Maryland, USA

Ira Winasrky G., University of Florida, USA

Ronnie Best, U.S. Geological Survey, USA

Ron Chandler, YSI Environmental, USA

Andres A. Buenfil, Mexico

Ariel E. Lugo, USDA Forest Service. Puerto Rico

Lowell (Rusty) Pritchard, Emory University, USA

Robert E. Ulanowicz, University of Maryland, USA

John W. Day, Jr., Louisiana State University, USA

Ed DeBellevue, USA

Enrique Ortega, FEA-Unicamp, Brazil

Shu-Li Huang, National Taipei University, Taiwan

Thomas A. Robertson, Energy Resources Group, USA

Sandra Brown, Winrock International, USA

Frank G. Nordlie, University of Florida, USA

Wade Smith, Mitretek Systems, Inc., USA

Noam Lior, University of Pennsylvania, USA

James Zucchetto, National Academy of Sciences, USA

Lars Ohlander, Swedish Univ. of Ag. Sci., Sweden

Gonzague Pillet, University of Fribourg, Switzerland

Daniel E. Campbell, USEPA, USA

Patrick Kangas, University of Maryland, USA.

Joseph J. Delfino, University of Florida, USA

Charlotte Lagerberg, Swedish Univ. of Ag.Sci.,  Sweden

Corrado Giannantoni, ENEA, Italy

Stephen Tennenbaum, Cornell University, USA

Geraldo Stachetti Rodrigues, Embrapa Environment, Brazil

Torbjorn Rydberg, Swedish Univ.of Ag.Sci, Sweden

AnnMari Jansson, University of Stockholm, Sweden

Tim Keitt, University of Texas at Austin,  USA

Bengt-owe Jansson, University of Stockholm, Sweden

Sergio Ulgiati, University of Siena, Italy

Robert L. Knight, Wetland Solutions, Inc. USA

David Pimentel. Cornell University,  USA

Darlene Johnson, Nat. Marine Fisheries Service, USA

Robert B. Waide, University of New Mexico, USA

Hank McKellar, University of South Carolina, USA

Richard Murphy, USA

Mike Burnett, The Climate Trust, USA

Scott G. Leibowitz, USEPA, USA

Jim Ruttenber, University of Colorado, USA

Ane D. Deister, El Dorado Irr. Dist., CA, USA

Tim McClanahan, Kenya

Dennis P. Swaney, Cornell University, USA

Vito Comar, St. Univ. of Mato Grosso do Sul, Brazil

Julie B. Higgins, The University of Toledo, USA

W. Michael Kemp, University of Maryland , USA

Karin E. Limburg, Sate University of New York, USA

Robert King, Good Company Associates, USA

Wayne Swank, Coweeta Hydrologic Lab..USDA. USA.

Daeseok Kang, Korea Maritime Institute, Korea

Jay Martin, The Ohio State University, USA.

Leon Braat, Netherlands

Tonya Howington, Everglades National Park, USA

Sherry Brandt-Williams, USEPA. USA

Neal E. Armstrong, University of Texas, Austin, USA

Clyde Kiker, University Of Florida, USA

Charlie Hall, State University of New York, USA

Gary Goforth, S. Fl. Water Management District, USA

Suzanne Bayley, University of Alberta, Canada

Joan A. Browder, NOAA, USA

Ben Fusaro, Florida State University, USA

John Peet, University of Canterbury, New Zealand

Larry L. Peterson, Florida A & M University, USA

Bernard C. Patten, University of Georgia, USA

Steven Doherty, Ph.D., Slippery Rock University, USA

Mark Nelson, Institute of Ecotechnics, USA

 

Publicações citadas

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