Ecologia de sistemas.

Metodologia emergética.

A metodologia emergética tem como objetivo a compreensão do funcionamento dos ecossistemas através de índices de desempenho ecossistêmico e para tanto deve identificar as forças atuantes e as interações existentes, medir os fluxos de energia e materiais e agregar fluxos conforme características básicas para estabelecer os indicadores: renovabilidade, rendimento líquido, eficiência ecossistêmica, investimento necessário, intercâmbio de emergia, carga ambiental, e outros. Ela permite medir a sustentabilidade como a razão de uso de energias renováveis e permite a discussão das melhores interações entre os sistemas humanos e naturais.

A metodologia emergética consegue determinar os valores das energias naturais incorporadas aos produtos e serviços, geralmente não contabilizados na Economia Clássica. Ela permite a compreensão dos limites de produtividade de cada ecossistema, possibilitando quantificar a capacidade de carga dos sistemas estudados. Consideram-se todos os insumos, as contribuições da natureza (chuva, água de poços, nascentes, solo, sedimentos, biodiversidade) e as da economia humana (materiais, maquinaria, combustível, serviços, pagamentos em moeda, etc.), em termos de energia solar agregada (emergia).

Ela é realizada em três etapas:
(a) Análise dos fluxos energéticos de entrada e saída do sistema de produção;
(b) Obtenção dos índices emergéticos (serão detalhados posteriormente);
(c) Interpretação dos índices emergéticos, indicando os esforços que devem ser feitos para aprimorar o sistema.

Procedimento de avaliação de emergia (Odum, 1996)

O primeiro passo para conhecer um sistema é identificar seus componentes, as entradas e saídas. Em seguida, pode desenhar-se um diagrama para mostrar as partes em forma simbólica e os caminhos seguidos pela massa e a energia (Figura 1).

Os símbolos básicos para representar os componentes dos sistemas nos diagramas estão sendo usados desde 1965, e seu uso tem sido explicado em vários livros de H. T. Odum e colaboradores (Odum, 1996, Odum, 1994).

É necessário colocar no diagrama os limites do sistema, para identificar todos os fluxos de entrada importantes que cruzam as fronteiras do sistema escolhido. Se um recurso armazenado (reserva de emergia) dentro dos limites do sistema pode proporcionar recursos ou serviços úteis, então, este estoque deve ser visto como uma fonte de emergia. Se essa fonte é usada e reposta na mesma taxa, não precisa ser considerada na análise, pois os fluxos estão em equilíbrio (fonte renovável). Porém, se ela é utilizada a uma taxa maior que a taxa de reposição, então estará atuando como uma fonte não renovável. Ela é colocada no diagrama e é incluída como uma linha de entrada dentro da tabela.


Figura 1. Diagrama resumido de fluxos de energia agregados.

Cada um destes fluxos se converte em uma linha curva que vai desde a fonte de emergia até o componente ou os componentes que a utilizam. Depois, cada fluxo converte-se em uma linha de cálculo na tabela de avaliação de emergia (Tabela 1).

Tabela 1. Esquema de organização de uma tabela de cálculo dos fluxos de emergia.
Nota
Nome das contribuições
Números
Unidades
Transformidade
Fluxo de emergia
R: Recursos da natureza renováveis
           
R: Recursos da natureza não-renováveis
           
M: Materiais da economia 
           
S: Serviços da economia
           


A coluna 1 fornece a nota de pé de página onde se dão os detalhes do cálculo.  

Na coluna 2 contém os nomes das diversas entradas do sistema.
 
Na coluna 3 estão os valores numéricos de cada fluxo de entrada. Estes inputs são colocados nas suas unidades usuais para materiais (gramas ou quilogramas), para energia (Joules), para dinheiro ($), etc. Na avaliação de um sistema em estado estacionário (equilíbrio dinâmico), são necessários os valores anuais das contribuições da natureza e da economia humana. Na coluna 3 devem incluir-se os fluxos necessários para manter as estruturas e armazenamentos internos de recursos. Para calcular a depreciação dos bens, utilizamos os valores dos investimentos iniciais divididos pela duração dos bens.
 
Na coluna 4 estão as unidades de cada fluxo de entrada.
 
A coluna 5 contêm as transformidades (emergia por unidade). Este valor consta na fonte de informação citada para essa linha na nota ao pé da página.
 
Na coluna 6 são colocados os fluxos de emergia, obtidos multiplicando os fluxos de entrada (em unidades/área/tempo) da coluna 3, pelos valores de emergia/unidade da coluna 5. O valor obtido corresponde ao fluxo de emergia ou potencial emergético, que é expresso em emjoules solares por ano. No caso dos serviços, colocam-se em unidades de dinheiro/área/tempo. O dinheiro é convertido em dólares segundo a taxa de câmbio em dólares do país, depois é multiplicado pela razão emergia/dinheiro [sej/$] da economia do país para o ano.
 
Em uma coluna adicional podem ser colocados os fluxos de emdólares anuais (em$/área/[ano]). Para cada item, o fluxo de emergia é divido pela razão (emergia/dinheiro) da economia do país. Algumas avaliações de transformidades foram publicadas em um livro de H.T. Odum (1996), e está em andamento a publicação de folios de um manual de cálculo de emergia (Odum et al. 2000, Odum, 2000, Brown e Bardi, 2002, Brandt-Williams e odum, 2002).

 Bibliografia
 
ODUM, H.T. Ecological and General Systems: An Introduction to Systems Ecology, University Press of Colorado, 1994.
 
ODUM, H.T. Environmental accounting, emergy and decision making. New York: J. Wiley, 1996. 370 p.
 
ODUM, H.T., M.T. BROWN, AND SHERRY BRANDT-WILLIAMS. Introduction and Global Budget. Folio #1. In:Handbook of Emergy Evaluation.  Gainesville: Center for Environmental Policy, Environmental Engineering Sciences, Univ. Florida, 2000. 16 p.
 
ODUM, H.T. Emergy of Global Processes. Folio #2. In: Handbook of Emergy Evaluation, Gainesville: Center for Environmental Policy, Environmental Engineering Sciences, Univ. Florida, 2000.
 
BROWN M.T. AND E. BARDI. Emergy of Ecosystems. Folio #3. In: Handbook of Emergy Evaluation, Gainesville: Center for Environmental Policy, Environmental Engineering Sciences, Univ. Florida, July, 2001.
 
BRANDT-WILLIAMS , S. AND H.T. ODUM. Emergy of Florida Agriculture. Folio #4. In: Handbook of Emergy Evaluation, Gainesville: Center for Environmental Policy, Environmental Engineering Sciences, U. Florida, August 2001.Revised September 2002
 
ODUM, H.T. Emergy Accounting. Environmental Engineering Sciences. University of Florida, Gainesville, Florida, USA. April 2000. http://dieoff.org/page232.pdf

Questões
 
1. Qual é o papel desempenhado pela metodologia emergética ?
2. Quais são as etapas que devem ser seguidas para se analisar um sistema ?
3. Onde podem se obter os valores das transformidades ?

Enrique Ortega DEA/FEA/Unicamp (21/04/2003)