Civilização: dependência de energia e ambiente

No mundo de hoje a demanda energética apresenta um crescimento vertiginoso para atender as necessidades da humanidade, em torno de 7 bilhões de pessoas. O ser humano tem se voltado para a natureza, buscando nos seus elementos as alternativas energéticas capazes de fornecer a energia para sustentar o seu desenvolvimento social e tecnológico. Desta forma, as alternativas energéticas provenientes dos recursos naturais renováveis estão sendo retomadas.

O pensamento ambiental tem muito a ver com aquela responsabilidade social: o objetivo mais propagado é a sobrevivência da humanidade, dependente da natureza à qual pertence. Conservar o meio ambiente é uma forma de valorizar o homem em todos os aspectos, desenvolvendo condições para a qualidade de vida.

O planeta Terra é um sistema fechado em relação à matéria, mas não em relação à energia. Os combustíveis fósseis – petróleo, carvão e gás natural – ficaram milhões de anos armazenados no subsolo, e depois de queimados não voltam naturalmente no subsolo. Eles permanecem na atmosfera como poluentes do ar que respiramos, além de causar o fenômeno conhecido como efeito estufa.

Este fenômeno é decorrente da ação de alguns gases presentes na atmosfera, tal como o dióxido de carbono (CO₂), clorofluorcarbono (CFE) e metano (CH₄), impedindo a dispersão do calor originado pela irradiação solar e refletido pela superfície terrestre. O aumento da temperatura na biosfera terrestre em conseqüência do efeito estufa altera o equilíbrio ambiental estabelecido no planeta.

No esquema do processo produtivo sustentável, é necessário que a matriz energética seja uma composição de fontes renováveis não poluentes, tal como hidrelétrica, solar, eólica biomassa, hidrogênio e oceanos. Ao mesmo tempo, o processo de reciclagem e reaproveitamento do produto final tem que ser otimizado, reduzindo a exploração dos recursos naturais e energéticos.

A eletricidade pode ser produzida de fontes renováveis de diversas maneiras. A energia hidrelétrica já fornece em torno de 20% da eletricidade mundial. A biomassa é usada para substituir o carvão em geradores. A energia eólica está disponível de forma eficiente e rentável em vários locais da Terra. A energia solar pode ser utilizada para aquecimento de fluidos que acionam turbinas nos sistemas térmicos ou convertida diretamente para eletricidade pelos equipamentos fotovoltaicos. A célula combustível pode ser utilizada em centrais de fornecimento, instalações remotas, propulsão de veículos e equipamentos portáteis, de forma eficiente e com muitas vantagens.

O hidrogênio tem o potencial para ser o combustível menos poluente, mais eficiente, prático, e com maiores facilidades de produção e distribuição. Quando o hidrogênio é queimado, o produto resultante é água. Qualquer fonte de energia pode ser armazenada na forma de hidrogênio. Se o hidrogênio é produzido a partir de fontes renováveis de energia, nenhum poluente será gerado nos processos de produção ou utilização.

Sustentável

Virou chavão na mídia e em conversas cotidianas o adjetivo ‘susten­tável’ sem explicitar um significado específico naquele contexto. Condomínios, materiais de construção, meios de transporte, edifí­cios... Tudo pode ser sustentável, como alardeiam muitas empresas, governos e a mídia.

Um exemplo é “cidade sustentável”. Quando perguntamos a urbanistas e economistas sobre o assunto, o conceito de sustentabilidade aplicado a cidades não se configura unânime. Para alguns ur­banistas, um elemento fundamental para ser levado em conta quando se fala de sustentabilidade urbana é o futuro.

Uma metrópole sustentável é aquela que na próxima geração tenha condições iguais ou melhores que as que temos hoje. Por ‘condições’ devemos entender os aspec­tos fundamentais relacionados à vida urbana: habitação, alimentação, saúde, emprego, transporte, educação, água etc.

A primeira condição fundamental para o estabe­lecimento de uma cidade sustentável é a democra­tização dos acessos a serviços e equipamentos públicos. Isso significa a redução drástica de todas as formas de desigualdades: social, política, eco­nômica e espacial.

Para que infraestrutura, seguran­ça, saúde, educação e outros serviços públicos sejam acessíveis em toda a metrópole, a manuten­ção da cidade se torna cada vez mais cara. Como os recursos financeiros são limitados, chegará um momento em que a pressão política e econômica ditará para onde eles devem ser direcionados.

Cidades inteiramente planejadas não são uma solução tão eficaz quanto se imaginava em meados da década de 1950, época da construção de Brasília.  Cidade planejada, entretanto, é diferente de planejamento urbano. A ausência deste leva a ocupações indesejadas de áreas naturais que a longo prazo impactam fortemente a organização social.

A mesma falta de planejamento urbano que permite a ocupação de áreas indesejadas nas cidades é também responsável pela pro­liferação de favelas – e, claro, de casas de classe média ou alta em áreas de preservação ambiental.

Apesar de uma melhora significativa em alguns aspectos da vida social e econômica, o crescimento horizontal e populacional, aliado à desigualdade econômica, torna as metrópoles brasileiras absolutamente insustentáveis.

Gás de xisto

Ao contrário do gás natural convencional, o gás de xisto (shale gas, em inglês) está misturado à rocha. Avanços tecnológicos recentes tornaram essa forma de combustível economicamente viável. Hoje, o gás de xisto corresponde a 16% do total de gás natural consumido nos Estados Unidos e pode chegar a 46% em 2035.

A extração do gás das camadas de xisto, por definição uma formação rochosa sedimentar, começou a ser estudada pelos Estados Unidos na década de 1970, mas o processo era tão caro e complexo que inviabilizava a produção em larga escala. Só nas décadas seguintes a exploração comercial começou a se tornar realidade, com o desenvolvimento de duas tecnologias complementares.

A primeira, chamada de “perfuração horizontal”, permite acessar melhor o solo que abriga o gás de xisto. A segunda denominada “fratura hidráulica”, facilita a remoção do produto. O poço aberto na perfuração recebe uma mistura de água, areia e diversos produtos químicos sob alta pressão para quebrar a rocha e liberar o gás, que então é levado para a superfície por uma tubulação.

Os benefícios ambientais dessa forma de energia são tão positivos quanto os do gás natural convencional. A geração de eletricidade com gás produz apenas metade do dióxido de carbono liberado pelas termelétricas a carvão.

Mais de trinta países possuem reservas de gás de xisto. Poucos exploram comercialmente essa fonte de energia. A China, detentora das maiores reservas mundiais do combustível, completou em 2010 a perfuração de seu primeiro poço, na província de Sichuan. A Inglaterra também já concluiu a construção de algumas estruturas de exploração. No Brasil, utiliza-se uma tecnologia antiga para extrair óleo de xisto no Paraná, em pequena escala. As reservas brasileiras são volumosas e integram o plano de longo prazo definido pela Empresa de Pesquisa Energética, do Ministério de Minas e Energia.

O grande problema do processo de extração do gás de xisto é a utilização de componentes químicos potencialmente tóxicos, como o benzeno. Se essa substância atingir o lençol freático, pode contaminar a água.

A energia e a civilização

O elemento principal sobre o qual se baseia toda a ciência é a energia. A cada dia, os raios de sol banham a Terra com milhares de quilocalorias de energia por metro quadrado. Parte desta energia é captada por seres vivos e convertida de modo a servir à sustentação da vida, enquanto o restante acaba sendo convertido em calor e irradiado de volta ao espaço.

  

A história das civilizações não pode ser compreendida adequadamente sem que avaliemos a importância dessa força vital. O elemento decisivo em todas as sociedades da história é a disponibilidade de excedentes de energia. Na ausência de reservas de energia que pudesse captar e processar, toda a criatividade humana seria incapaz de melhorar o bem-estar da espécie. E a energia que estamos falando pode ser traduzida tanto na produção de cereais, o trabalho forçado dos povos dominados e obtenção de matéria-prima, abrangendo todos os períodos da história.

A energia é a força elementar e o meio pelo qual se constrói toda a cultura humana. Para compreender por que as civilizações fundadas em regimes diferentes de energia prosperam e definham, precisamos entender as regras que governam a energia. A primeira e segunda leis da termodinâmica afirmam que “o conteúdo total de energia no universo é constante, e a perda de energia útil está aumentando continuamente”.

Pela primeira lei, a energia não pode ser criada nem destruída. A quantidade de energia no universo foi fixada desde o início dos tempos e permanecerá assim até o final. Todos os seres humanos já nascidos, como tudo que eles construíram ao longo da história, representam energia que foi convertida de um estado em outro.

Embora a energia não possa ser criada ou destruída, ela está mudando constantemente de forma, mas sempre em uma direção: de disponível para indisponível. Por exemplo, se queimamos um pedaço de carvão, a energia permanece, mas é convertida em dióxido de enxofre, dióxido de carbono e outros gases que se espalham pelo espaço. Não se perdeu energia alguma no processo, mas não podemos voltar a queimar aquele pedaço de carvão e extrair dele um trabalho útil. Esta é a segunda lei da termodinâmica: sempre que a energia é transformada, alguma quantidade de energia disponível se perde no processo; ou seja, ela perde a capacidade de realizar um trabalho útil.

Os biólogos, a princípio, ficaram em dúvida sobre como lidar com as leis da termodinâmica. Mas logo entenderam que todas as formas vivas vivem longe do equilíbrio para absorverem continuamente a energia livre do ambiente. Embora o organismo mantenha em estado equilibrado de existência ordenada, ele o faz alimentando-se de energia disponível e aumentando a perda de energia útil do ambiente.

O filósofo John Locke virou pelo avesso a segunda lei da termodinâmica ao dizer que a natureza em si mesma é inútil e só adquire valor quando nela aplicam seu trabalho, convertendo-a em ativos produtivos : “aquele que se apropria de terras pelo trabalho não reduz, mas aumenta o patrimônio comum da humanidade. Pois as provisões para o sustento da vida humana geradas em uma área de terra cercada e cultivada são dez vezes mais abundantes que aquelas produzidas na área igualmente fértil abandonada de propriedade comum. Aquele que produz na terra obtêm um maior número de melhorias para a vida do que conseguiria se deixasse à natureza”. A chave disso tudo são os critérios produtivos utilizados: bom-senso, racionalidade e respeito ao ambiente.

Sustentabilidade

Um dos sistemas mais complexos que se conhecem, o clima da Terra sempre orientou os rumos da humanidade.

Nos primeiros 250.000 anos da história do ser humano moderno, a temperatura era mais baixa do que a atual e havia muito instabilidade climática. Separados em tribos nômades, nossos ancestrais sobreviviam do que conseguiam colher e caçar em tempos de fartura.

Durante os últimos 10.000 anos, um clima mais quente e estável permitiu aos humanos desenvolver a agricultura e os assentamentos permanentes. Novas tecnologias foram utilizadas para domesticar ecossistemas, administrar suprimentos de água e proteger a população das intempéries. Esses processos alteraram o ambiente de forma radical.

Nada se compara, porém, ao que ocorreu nos últimos 100 anos. A utilização de combustíveis fósseis possibilitou o desenvolvimento de uma economia global. A população humana alcançou a casa dos bilhões de habitantes. Grandes metrópoles foram erguidas.

A escala das mudanças resultantes do impacto humano sobre a Terra foi tão sem precedentes que essa centena de anos resultou em um novo período geológico. Hoje, por causa da degradação ecológica e das emissões de gases do efeito estufa resultantes desse processo industrial, corremos o risco de modificar o ambiente em um ritmo alucinante, que inviabiliza a capacidade da espécie humana para se adaptar às mudanças.

A civilização está de tal forma interconectada que, caso ocorra um colapso, ele será global, e não mais regional, como nos primórdios. É preciso tomar uma decisão e reconhecer que o crescimento econômico consome recursos e produz resíduos que degradam o ecossistema.

É hora de produzir, mas também de enfatizar a qualidade de vida e melhorar a distribuição da riqueza, em lugar de crescer a qualquer custo. Nossa visão de mundo terá de ser transformada, assim como as tecnologias e as instituições, para transpormos com sucesso o atual período e não entrarmos em colapso.