A partir de uma tese de doutorado apresentada ao Instituto de Eletrotécnica e Energia (IEE) da USP, o pesquisador e professor Joaquim Francisco de Carvalho desenvolveu um estudo onde propõe uma metodologia para medir a sustentabilidade ambiental de maneira quantitativa. Um artigo sobre o tema acaba de ser publicado na Renewable and Sustainable Energy Reviews.
Carvalho explica que a definição de sustentabilidade geralmente aceita, baseada no chamado Relatório Brundtland, de 1.987, é adequada para o debate político, por levar em conta apenas o lado qualitativo, não existindo, até então, uma definição quantitativa sobre sustentabilidade. Esta definição qualitativa estabelece que um projeto é sustentável quando não contribui para degradar o meio ambiente e o mantém capaz de fornecer recursos para as gerações futuras.
“Com base nesta definição, fica impossível afirmar, com segurança, que a construção de uma usina hidrelétrica causará mais ou menos danos ao meio ambiente do que centrais termelétricas a carvão ou a biomassa” pondera Carvalho. “Entretanto, o artigo recentemente publicado deve ser considerado apenas como uma pesquisa básica sobre o assunto, que poderá ser útil na medida em que oferece para outros estudiosos sugestões para linhas de pesquisas a serem exploradas sobre o tema”, destaca.
Entropia
A metodologia foi baseada em conceitos de um ramo da Física denominado Termodinâmica do não equilíbrio e está estruturada a partir dos princípios de mínima e máxima produção de entropia. Segundo o dicionário Aurélio, entropia “é uma grandeza que, em termodinâmica, permite avaliar a degradação da energia de um sistema: a entropia de um sistema caracteriza o seu grau de desordem”.
Carvalho explica: “Podemos dizer que a sustentabilidade de um sistema, como a Terra, por exemplo, depende basicamente do equilíbrio dos fluxos de energia que entram e saem. Este equilíbrio é influenciado pelo número de elementos do sistema e por seu regime termodinâmico, ou pelo nível de organização de seus elementos. Isso caracteriza a entropia do sistema. Sistemas sustentáveis produzem pouca entropia e são bem organizados, enquanto sistemas insustentáveis produzem muita entropia e são caóticos”.
O pesquisador usa como exemplo a energia que chega na Terra por meio do Sol. “Neste caso, a energia solar, recebida direcionalmente num fluxo de alta qualidade e baixa entropia, é responsável por uma série de fenômenos atmosféricos e geológicos, pela fotossíntese, pelo metabolismo das plantas e de animais e é reemitida com baixa qualidade (degradada) e alta entropia. Porém, há um balanço energético entre a energia que entra e a que sai”, esclarece, lembrando que entropia está associada a temperatura.
Já no caso de uma plantação de cana-de-açúcar em áreas especialmente desmatadas para isso, Carvalho explica que o fluxo entrópico é alto, entre outras coisas, por força do desmatamento, que causar a destruição de um ecossistema e, consequentemente, de uma série de informações genéticas e biológicas, gerando caos (desequilíbrio) naquele meio. “Qualquer processo que desorganize, destrua informação ou diminua a eficiência de um sistema aumenta a sua entropia. As causas podem ser o atrito, em sistemas mecânicos; resistência elétrica, em sistemas elétricos; super-exploração e mau uso do solo, em sistemas agrícolas; transportes caóticos e desperdício de energia, nas cidades, etc”, destaca o pesquisador.
“Podemos então definir desenvolvimento sustentável em função da intensidade dos impactos ambientais causados pelas atividades econômicas, como aquele que tenda a manter os fluxos de entropia dos sistemas terrestres próximos aos atuais, que são os que viabilizam a vida humana. Esta definição ainda não é precisa; entretanto, com base nela, poderíamos estabelecer escalas de magnitudes de impactos sobre o ambiente natural, provocados por atividades econômicas básicas”, sugere Carvalho.
Segundo o pesquisador, essas escalas ainda são limitadas pela escassez de trabalhos experimentais e, portanto, pela insuficiência de dados quantitativos. “Mas na medida em que vá crescendo o interesse por este assunto, os pesquisadores da área de energia poderão definir escalas cada vez mais precisas, em função do que poderíamos chamar de Graus Entrópicos das atividades consideradas.
Índice IDHS
No artigo, o pesquisador sugere ainda a criação de um Índice de Desenvolvimento Humano Sustentável (IDHS) que seria obtido a partir do Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) — formado por dados ligados à expectativa de vida ao nascer, educação e Produto Interno Bruto (PIB) de um país — e de um Índice de Sustentabilidade Ambiental (ISA). O ISA seria estabelecido em função dos graus entrópicos dos produtos de maior peso na economia. “Os materiais de maior impacto entrópico teriam peso maior. Por exemplo, o impacto de um quilo de alumínio — que implica extração do minério e elevado consumo de eletricidade — é bem maior do que o de um quilo de madeira, que é produzida por fotossíntese, um processo natural que consome apenas energia solar, dióxido de carbono e água, existentes na atmosfera”, explica.
No artigo, o pesquisador sugere ainda que a Organização Mundial do Comércio (OMC) utilize o IDHS para estabelecer escalas de acréscimos e decréscimos nas tarifas de exportação de países, de acordo com índices maiores ou menores de IDHS.
O artigo “Measuring economic performance, social progress and sustainability using an inde” foi baseado em estudos realizados para a tese de doutorado de Carvalho, intitulada O declínio da era do petróleo e a transição da matriz energética brasileira para um modelo sustentável, apresentada em 2009 ao IEE, sob a orientação do professor Ildo Sauer.
Nos próximos meses de março e abril, Carvalho vai ministrar a disciplina “Energia e Sustentabilidade” no Programa de Pós-Graduação em Ciência Ambiental (Procam) da USP, no qual uma das aulas será voltada para o tema do artigo publicado pela Renewable and Sustainable Energy Reviews.
