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PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 1 Problemas Ambientais Globais PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 2 Problemas Ambientais Globais 1. Aula 01 Nesta aula, iremos analisar as principais bases científicas das questões que envolvem as mudanças climáticas verificadas atualmente em escala global. Dessa forma, abordaremos como o efeito estufa e o aquecimento do planeta estão relacionados e de que forma influenciam no controle climatoambiental da Terra. 1.1 Mudanças climáticas O Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change) foi criado em 1988 com o objetivo de acessar informações científicas, técnicas e socioeconômicas relevantes para melhor entendimento dos riscos globais associados às mudanças climáticas. De acordo com o IPCC, o termo “mudanças climáticas” pode ser definido como as mudanças no estado do clima que podem ser identificadas (p. ex,. usando testes estatísticos) através das alterações na média e/ou na variabilidade de suas propriedades, e que persistem por um extenso período, tipicamente décadas ou mais. Mudanças climáticas podem ser verificadas devido a processos naturais internos do planeta, forçantes externos ou ainda devido a mudanças persistentes, causadas por ações antropogênicas, na composição da atmosfera ou no uso da terra (SOLOMON et al., 2007). O efeito estufa é um fenômeno natural que ocorre em virtude das concentrações de alguns gases na atmosfera, tais como: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O), entre outros, os quais são responsáveis por absorver uma quantidade maior de radiação infravermelha, provocando o aumento na temperatura da Terra (ALMEIDA, 2007). De acordo com o IPCC, as concentrações atmosféricas dos principais gases de efeito estufa aumentaram consideravelmente em PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 3 consequência das atividades humanas desde 1750 e agora ultrapassam muito os valores pré-industriais. O ozônio é uma molécula que se encontra presente em toda atmosfera com maior concentração entre 25 e 35 km de altitude ao redor do planeta, na região denominada camada de ozônio. Essa camada absorve a radiação solar, principalmente na faixa do ultravioleta tipo UV-B, que é prejudicial à vida no planeta e a principal causadora do câncer de pele. 1.2 Efeito estufa e aquecimento global O Sol transmite constantemente energia para o sistema climático terrestre através da energia radiativa em comprimentos de ondas muito curtas, predominantemente na faixa do visível ou próximo ao visível no espectro (p. ex., ultravioleta). Cerca de 1/3 da energia solar que atinge o topo da atmosfera terrestre é refletida diretamente de volta para o espaço. Os 2/3 restantes são absorvidos pela superfície da Terra e em menor intensidade pela atmosfera. A energia absorvida do Sol causa um desequilíbrio no sistema energético terrestre; para retornar ao equilíbrio, a Terra precisa irradiar, em média, a mesma quantidade de energia absorvida para o espaço. A Terra realiza essa irradiação através de comprimentos de ondas muito longos, principalmente na faixa infravermelha do espectro. Parte dessa radiação infravermelha atravessa a atmosfera e segue em direção ao espaço. Entretanto, uma parte considerável dessa radiação termal emitida pelos continentes e oceanos é absorvida pela atmosfera, incluindo as nuvens, e irradiada novamente para a Terra. Esse processo é conhecido como “efeito estufa”, devido a uma analogia com o processo de funcionamento de uma estufa biológica verdadeira, onde as paredes de vidro reduzem a troca de ar e aumentam a temperatura ambiental. Analogamente, mas através de diferentes processos físicos, o efeito estufa terrestre aquece a superfície do planeta. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 4 O efeito estufa natural torna possível a vida na Terra, uma vez que sem ele a temperatura média da superfície terrestre seria aproximadamente -18oC (Fig. 1.1). Entretanto, a ação humana, principalmente através da queima de combustíveis fósseis e do desmatamento das florestas, tem intensificado fortemente o efeito estufa natural, aumentando a concentração de gases na atmosfera e assim levando a um maior aquecimento do sistema climático global (DIAS, 2011). O efeito estufa quase não é influenciado pelos dois gases mais abundantes na atmosfera, o nitrogênio e o oxigênio, representando 78% e 21% da atmosfera, respectivamente. Em vez disso, o efeito é controlado por moléculas mais complexas e muito menos comuns. Os mais importantes integrantes do efeito estufa são o vapor d’água e o dióxido de carbono (CO2). Outros gases, como o metano (CH4), o óxido nitroso (N2O), o ozônio (O3) e muitos outros presentes em menor concentração na atmosfera também contribuem fortemente para o efeito estufa. Figura 1.1 – Diagrama ilustrando a ação do efeito estufa sobre a temperatura global (Fonte: http://www.inpe.br). PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 5 1.3 Conclusão Nesta aula, analisamos as principais bases científicas que envolvem as mudanças climáticas verificadas atualmente em escala global. E como a ação antrópica, principalmente através da queima de combustíveis fósseis realizada ao longo das últimas décadas, tem provocado a liberação anual de bilhões de toneladas de compostos químicos para a atmosfera, causando a alteração no efeito estufa natural. As consequências dessa alteração na composição da atmosfera terrestre já estão sendo sentidas em diferentes regiões do planeta, e suas consequências futuras são ainda algo de grande incerteza. As alterações antrópicas na composição do efeito estufa natural vêm proporcionando um aumento significativo na temperatura média do planeta. Aula 2 Nesta aula, iremos analisar as principais questões que envolvem as emissões de CO2 para a nossa atmosfera, realizadas principalmente por ações antrópicas, e como essas emissões estão contribuindo para as mudanças climáticas. Além disso, vamos discutir qual o papel da camada de ozônio no controle climático global. 2.1 Emissões de CO2 De acordo com o IV Relatório do Grupo de Trabalho 1 do IPCC, as concentrações atmosféricas do dióxido de carbono (CO2) (Fig. 2.1), o principal gás do efeito estufa antropogênico, aumentaram em consequência das atividades humanas desde 1750 e agora ultrapassam muito os valores pré-industriais. O aumento global da concentração de CO2 se deve principalmente ao uso de combustíveis fósseis e à mudança no uso da terra, o que vem alterando consideravelmente o ciclo biogeoquímico desse elemento no planeta (SOLOMON, 2007). Oceanos, solos, plantas, animais e vulcões são as principais fontes naturais de emissões de CO2 para a atmosfera. Dessa forma, antes da influência antrópica, a enorme quantidade de CO2 produzido por fontes naturais era completamente compensada pela ação dos PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 6 sumidouros naturais de carbono, mantendo assim o equilíbrio natural do ciclo biogeoquímico desse elemento (PBMC, 2014). Figura 2.1 – Ilustração representando molécula de dióxido de carbono (CO2). A seguir, são apresentadas algumas características das principais fontes naturais de CO2 para a atmosfera (Fig. 2.2): a) Oceanos: Armazenando enormes concentrações de CO2, os oceanos globais são responsáveis por cerca de 40% do CO2 emitido para a atmosfera, por meio de difusão. Esse movimento pode ser verificado em ambos os sentidos. b) Respiração animal e vegetal: Plantas e animais que realizam o processo de respiração para a produção da energia utilizadaem seu metabolismo apresentam o CO2 como um dos seus subprodutos. c) Respiração no solo e decomposição: Diversos organismos que vivem no solo realizam a respiração para produzir energia. Entre eles estão os decompositores que decompõem a matéria orgânica morta. Ambos os processos produzem CO2. d) Erupções vulcânicas: A atividade vulcânica libera para a atmosfera, de profundidade abaixo da superfície terrestre: magma, cinzas, poeira e gases, entre eles o CO2. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 7 Figura 2.2 – Imagens de duas das principais fontes naturais de CO2 para a atmosfera: oceanos (esq.) e vulcões (dir.). Diversos estudos realizados sobre a composição da atmosfera comprovam que nos últimos duzentos anos a concentração de CO2 atmosférico já aumentou aproximadamente 27%, em grande parte em virtude de ações antrópicas, tais como: queima de combustíveis fósseis, desmatamento das florestas e mudanças no uso do solo (Fig. 2.3). A queima de combustíveis fósseis, o carbono armazenado durante milhares de anos na Terra, é oxidado e liberado para a atmosfera em forma de CO2 (PACHECO; HELENE, 1990). PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 8 Figura 2.3 – Imagens das principais fontes antropogênicas de CO2 para a atmosfera. Da esquerda para a direita: queima de combustíveis fósseis (no alto); desmatamento das florestas; mudanças no uso do solo. 2.2 Preservação da camada de ozônio A molécula de ozônio (O3) é formada na estratosfera (camada da atmosfera localizada aproximadamente entre 10 e 50 km de altitude), principalmente por ação da radiação ultravioleta. Dessa forma, quando os raios ultravioleta de alta energia incidem sobre as moléculas de oxigênio (O2), eles dividem a molécula em dois átomos de oxigênio, conhecidos como oxigênio atômico. Em seguida, um dos átomos de oxigênio libertado combina-se com outra molécula de oxigênio (O2) para formar uma molécula de ozônio. A camada de ozônio é encontrada na estratosfera, onde atua como um escudo para proteger a superfície da Terra da radiação ultravioleta proveniente do Sol, altamente prejudicial à vida no planeta. O enfraquecimento dessa camada pode gerar uma séria de problemas para a população mundial, tais como: maior suscetibilidade ao câncer de pele e ao surgimento de catarata, e um severo comprometimento do sistema imune. O ozônio estratosférico (encontrado na estratosfera) é chamado de “bom” ozônio. Já o ozônio encontrado mais próximo à Terra, distribuído na troposfera (camada da atmosfera localizada da superfície até cerca de 10 km de altitude), é um poluente extremamente nocivo que pode causar danos, principalmente, às plantas e ao tecido pulmonar. O ozônio troposférico (encontrado na troposfera) é chamado de “mau” ozônio. Em 1985, pesquisadores britânicos descobriram que os valores de ozônio total sobre a Antártica, principalmente durante o período que compreende a primavera austral, estavam diminuindo desde 1970. Observações subsequentes mostraram que em alguns anos na década de 1990 a camada de ozônio sobre a Antártica chegou a ser PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 9 reduzida a 1/3 da camada original. Esse fenômeno ficou conhecido como “buraco” na camada de ozônio (Fig. 2.4). Diferentes estudos realizados sobre o assunto mostraram uma consistente associação dessa redução com a emissão mundial generalizada, para a atmosfera, de clorofluorcarbonos (CFCs). O buraco na camada de ozônio é formado em virtude da ação da química de gases reativos de cloro e bromo originados da quebra dos CFS e halogênio. Estes, por sua vez, foram liberados na baixa troposfera pela ação humana através do uso de latas de spray, produtos e sistemas de refrigeração, extintores de incêndio, entre outras fontes. Os gases responsáveis pela destruição do ozônio troposférico são liberados em escala global e possuem tempo de vida estimado na atmosfera entre cinquenta e cem anos (GOLDEMBERG et al., 2011). Entretanto, as condições climatoambientais da estratosfera antártica favorecem a destruição da camada de ozônio, possibilitando, assim, o surgimento do buraco na camada de ozônio. Figura 2.4 – Evolução do buraco na camada de ozônio sobre a Antártica entre 1981 e 2010. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 10 A descoberta da relação entre as emissões dos gases CFCs e a ocorrência do buraco na camada de ozônio sobre a região da Antártica levaram à realização de diversas discussões mundiais, que resultaram na determinação da redução do uso desses gases em escala global. 2.3 Conclusão Nesta aula, vimos que o homem, através principalmente da queima de combustíveis fósseis e do desmatamento realizado ao longo das últimas décadas, tem provocado a liberação anual de bilhões de toneladas de CO2 para a atmosfera. Uma parte dessas emissões é absorvida pelo maior reservatório de carbono no planeta: os oceanos. Estima-se que outra parte esteja sendo absorvida pela biomassa terrestre através de um processo ainda pouco conhecido: o efeito de fertilização das plantas por CO2. Analisamos também o papel fundamental da camada de ozônio para o controle do sistema climatoambiental terrestre e como o “buraco” na camada de ozônio sobre a Antártica teve origem. Aula 3 Nesta aula, abordaremos como as mudanças climáticas globais estão ampliando o desmatamento das florestas em diferentes regiões do planeta, consequentemente elevando o risco de extinção de diversas espécies (animais e vegetais) e ocasionando a diminuição da biodiversidade mundial. Também analisaremos quais as principais consequências para o meio ambiente em virtude da ocorrência de uma contaminação radioativa. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 11 3.1. Introdução Em diversas regiões do planeta, mudanças no uso da terra e o desmatamento florestal realizado, principalmente, para atividades de agricultura produzem alterações significativas no sistema climatoambiental terrestre. São consideradas as ações antrópicas mais antigas responsáveis pelo aumento das concentrações atmosféricas dos principais gases componentes do efeito estufa (p. ex., CO2, CH4 e N2O), bem como contribuem fortemente para a perturbação de diferentes ciclos biogeoquímicos em escala global (PBMC, 2014). As mudanças no uso da terra e desmatamento florestal também vêm contribuindo fortemente para um impacto sobre a biodiversidade global. Nesse contexto, cabe destacar que a Convenção sobre diversidade biológica define “diversidade biológica” (ou biodiversidade) como [...] a variabilidade de organismos vivos de todas as origens, compreendendo a totalidade dos genes, espécies, variedades, ecossistemas terrestres, marinhos e outros ecossistemas aquáticos e complexos ecológicos de que fazem parte, compreendendo, ainda, a diversidade dentro de espécies, entre espécies e de ecossistema. (INTER-RELAÇÕES, 2007). 3.2. Extinção de espécies e desmatamento (perda de biodiversidade) Ao longo das últimas décadas, temos evidenciado diversas mudanças climáticas no planeta que têm afetado, direta e indiretamente, as diferentes matrizes ambientais ocasionando uma série de alterações. Dessa forma, é necessário considerar como tais mudanças climatoambientais verificadas no planeta podem interferir na biodiversidade global. Assim, as seguintes questões devem ser abordadas: a) Como a biodiversidade global tem sido afetada pelas mudanças do clima no passado? E quais as implicações para essa biodiversidade devido às mudanças no clima, as atuais e as projetadas para o futuro? PROBLEMAS AMBIENTAISGLOBAIS 12 b) Quais são os principais impactos humanos contemporâneos sobre a biodiversidade? c) Como as atuais alterações na biodiversidade global podem afetar o funcionamento dos diferentes ecossistemas e quais as principais ações de manejo relacionadas ao clima? Hotspots Criado em 1988 pelo ecólogo inglês Norman Myers, o conceito de hotspots representa as regiões do planeta que concentram os mais altos níveis de biodiversidade e onde as ações de conservação seriam mais urgentes. Uma determinada área é considerada um hotspot quando apresenta pelo menos 1.500 espécies de plantas vasculares endêmicas (não são encontradas em nenhum outro local do planeta). Além disso, deve ter 30% ou menos de sua vegetação original. Em todo o mundo, existem aproximadamente 34 áreas (Fig. 3.1) classificadas como hotspots que representam apenas 2,3% da superfície terrestre, mas suportam mais da metade das espécies de plantas endêmicas e quase 43% das aves, mamíferos, répteis e anfíbios endêmicos. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 13 Figura 3.1 – Localização geográficas global das áreas consideradas hotspots no planeta. 3.3. Contaminação radioativa: isótopos radioativos de meia-vida longa Isótopos radioativos ou radioisótopos são compostos dotados do fenômeno da radioatividade. A emissão radioativa altera profundamente a estrutura atômica do elemento emissor, pois modifica a composição, bem como o balanço energético de seu núcleo. Os núcleos instáveis dissipam o excesso de energia que possuem emitindo diferentes tipos de radiações. Como a origem do fenômeno radioativo é nuclear (isto é, ocorre no núcleo do elemento), os isótopos que possuem a capacidade de emitir radiação também são chamados de radionuclídeos (GARCIA, 2002). Meia-vida de um radionuclídeo Cada elemento radioativo, seja ele natural ou artificial, se desintegra a uma determinada velocidade característica. Assim, para acompanhar a duração (ou “vida”) de um radionuclídeo, foi necessário estabelecer uma forma de comparação temporal. Formulou-se, então, o conceito de “meia-vida”. A meia-vida representa o tempo necessário para que a atividade apresentada por um elemento radioativo seja reduzida à metade da sua atividade inicial. Isso significa que, para cada meia-vida que passa de um radionuclídeo, a atividade do mesmo vai sendo reduzida à metade da anterior, até atingir um valor considerado insignificante, não permitindo mais distinguir sua radiação daquela proveniente do meio ambiente (TAUHATA et al., 2003). A presença de elementos radioativos, principalmente artificiais, em grandes concentrações nas diferentes matrizes ambientais pode ocasionar a contaminação radioativa da fauna e da flora locais (Fig. 3.2). A “contaminação radioativa” ocorre PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 14 quando um material radioativo é absorvido pelo corpo de um indivíduo ou por uma matriz ambiental de forma indesejável. Figura 3.2 – Imagem de uma área apresentando contaminação radioativa (esq.). Ao lado, o símbolo da radioatividade. 3.4. Conclusão Nesta aula, analisamos como a diversidade biológica ou biodiversidade dos diferentes ecossistemas globais está sendo alterada em função de ações antrópicas. Vimos que ações de desmatamento vêm ocasionado uma crescente perda de hábitats naturais, causando a diminuição da biodiversidade local e até mesmo a extinção de diferentes espécies da fauna e da flora da região afetada. Nesse contexto, os hotspots, localizados em diferentes regiões do planeta, representam áreas de especial atenção em virtude de suas características relacionadas à biodiversidade de determinada região. Além disso, vimos como a contaminação radioativa pode levar a uma diminuição da qualidade do meio ambiente nas regiões onde são verificadas a ocorrência desses acidentes. Aula 04 Nas últimas décadas, as mudanças climáticas verificadas em escala global vêm proporcionando um aumento, sem precedentes na história da humanidade, de alguns dos principais problemas ambientais observados em diferentes regiões do planeta, tais como: processos de desertificação e de erosão do solo, esgotamento de PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 15 água e solos, entre outros (MARENGO, 2006). Além disso, no atual cenário global, são crescentes os problemas ambientais relacionados ao aumento da concentração de compostos não biodegradáveis no meio ambiente, contaminando solo e água em diferentes regiões e dificultando ainda mais o processo de preservação ambiental da Terra. 4.1. Compostos não biodegradáveis Compostos biodegradáveis são aqueles que se decompõem facilmente pela ação de microrganismos na natureza. Por sua vez, os compostos não biodegradáveis são, em geral, compostos que contêm anéis aromáticos ou polímeros sintéticos, cuja eletroxidação faz com que se transformem em moléculas biodegradáveis (DE ANGELIS et al., 1998). Esses compostos são caracterizados como resíduos altamente nocivos ao meio ambiente e por isso são considerados perigosos, no presente e no futuro, à saúde dos seres humanos, bem como de outros organismos e ao meio ambiente em geral. São caracterizados dessa forma os compostos que: podem causar ou contribuir significativamente para o aumento da mortalidade ou para o aumento de doenças sérias irreversíveis ou reversíveis incapacitantes; podem significar um perigo presente ou potencial para a saúde humana ou meio ambiente, quando tratado, armazenado, transportado, disposto ou usado de maneira incorreta. (BRAGA et al., 2005). PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 16 4.2 Esgotamento de água e solo agrícola As mudanças climáticas observadas atualmente em escala global estão ocasionando um acelerado esgotamento de importantes corpos de água, bem como de solos agrícolas em diferentes regiões do planeta (Fig. 4.1). Esse pode ser considerado um dos maiores problemas ocasionados por tais mudanças, uma vez que a água é um recurso natural essencial à vida, seja como principal componente dos seres, seja como meio de vida de diferentes espécies vegetais e animais. Ou, ainda, como elemento representativo de valores socioculturais e como fator de produção de bens e produtos agrícolas. A água é o constituinte inorgânico mais abundante na matéria viva, representando no homem cerca de 60% de seu peso; nas plantas, pode atingir 90%; em certos animais aquáticos, esse percentual pode chegar à 98% (PHILLIPI JR.; ROMÉRO; BRUNA, 2004). Dessa forma, a água também desempenha papel essencial para a manutenção da biodiversidade do planeta. Assim como a água, os solos agrícolas também vêm, ao longo das últimas décadas, sofrendo esgotamento, principalmente, em função de atividades antrópicas relacionadas ao uso da terra. A perda de elementos nutrientes essenciais ao desenvolvimento vegetal provoca a diminuição da fertilidade dos solos, fenômeno denominado “esgotamento do solo”. O uso excessivo de solos em diversas regiões do planeta favorece o esgotamento, o que também pode ser causado por processos de erosão e desertificação. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 17 Figura 4.1 – Imagens representando os processos de esgotamento de águas (esq.) e solos cultiváveis (dir.). 4.3 Erosão e desertificação A definição de solo pode variar, de acordo com o objetivo mais imediato de sua utilização. Sendo assim, as definições podem ser diferentes para agrônomos, produtores agrícolas, engenheiros civis, economistas, ecologistas, entre outros profissionais que utilizamessa matriz ambiental. Mas, de um modo geral, o solo pode ser conceituado como um manto superficial formado por rocha degradada e, eventualmente, cinzas vulcânicas misturadas com matéria orgânica em decomposição, que contém, ainda, água e ar em proporções variáveis, bem como organismos vivos (BRAGA et al., 2005). Processos de erosão e desertificação do solo (Fig. 4.2) já eram motivos de interesse muito antes do início das discussões sobre as mudanças climáticas globais verificadas atualmente. Já na década de 1930, o governo dos Estados Unidos estabeleceu o Serviço de Conservação de Solos (SCS) com o objetivo de combater a erosão de solos que estava arruinando milhares de hectares de terras agrícolas e florestais. Também naquela época, a desertificação observada em algumas regiões, devido à realização de algumas práticas inadequadas, estava causando enormes prejuízos nas planícies ocidentais (ODUM, 1988). PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 18 4.3.1 Erosão Os processos de erosão podem ser classificados de diferentes maneiras. Em uma delas, a erosão é classificada como erosão geológica (ou lenta) e erosão acelerada. No primeiro caso, a erosão processa-se de modo inexorável, sob a ação dos agentes naturais, enquanto no segundo caso a erosão ocorre como uma consequência da ação antrópica sobre o solo. Partículas do solo são carreadas pela água na proporção da pluviosidade e da declividade do terreno local, conforme o tempo de replantio ou rebrota, assim como rarefação do cultivo de substituição utilizado (BRAGA et al., 2005). 4.3.2 Desertificação A desertificação é um processo que consiste na degradação e no esgotamento dos solos, e ocorre principalmente em regiões de clima árido e semiárido, nos quais a pluviosidade não alcança valores de 1.400 mm anuais. Dessa forma, a evaporação é maior do que a infiltração. Figura 4.2 – Imagens representando processos de erosão (esq.) e desertificação dos solos (dir.). PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 19 4.4 Conclusão Nesta aula, entendemos por que os compostos não biodegradáveis são altamente nocivos ao meio ambiente e, portanto, considerados resíduos perigosos à saúde dos seres vivos, tanto no presente como no futuro. Analisamos também por que o esgotamento da água e do solo agrícola é considerado atualmente um grave problema ambiental. Além disso, estudamos como os processos supracitados estão influenciando uma maior ocorrência mundial de fenômenos de erosão e desertificação, ocasionando a perda de áreas importantes para o cultivo/criação de produtos necessários para a alimentação humana e animal. Aula 5 Nesta aula, veremos como as questões relacionadas aos principais problemas ambientais verificados em escala global estão sendo tratados por diferentes órgãos internacionais. Discutiremos, ainda, como a previsão de déficit energético pode influenciar na escolha das políticas ambientais de cada país. Analisaremos também quais as principais opções de uso de biocombustíveis e como podem auxiliar na resolução de algumas questões relacionadas aos problemas ambientais. 5.1 Introdução Atualmente, um dos principais problemas ambientais está relacionado à crescente população mundial e o consequente esgotamento das reservas energéticas no planeta (DIAS, 2011). De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima (IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change), o uso de combustíveis fósseis (p. ex., petróleo, carvão mineral e gás natural) está provocando dramáticas mudanças no sistema climatoambiental da Terra. Enormes esforços estão sendo realizados na procura de novas fontes sustentáveis para a produção da energia mundial. A crescente procura por fontes de energia de base biológica é motivada pela crise de energia verificada nos últimos anos, devido PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 20 principalmente ao esgotamento das reservas de petróleo em escala global (IPCC, 2007). Nesse contexto, os biocombustíveis desempenham um papel de destaque no cenário global, como fontes de energia limpa. A seguir, são descritas as bases científicas dos biocombustíveis, bem como são discutidos alguns dos principais aspectos positivos e negativos do seu uso e a influência sobre o sistema climatoambiental terrestre. 5.2 Previsão de déficit energético A análise do déficit energético global passa pela abordagem sobre o pico da produção mundial de petróleo. Isso representa a concepção na qual a produção mundial do petróleo segue, ao longo do tempo, uma curva aproximadamente normal (Fig. 5.1). Tal conceito, estabelecido em 1956 pelo dr. M. King Hubbert, ficou conhecido como "pico do Petróleo" ou “pico de Hubbert”. Figura 5.1 – Ilustração mostrando gráfico com o “pico de Hubbert”. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 21 5.3 Biocombustíveis Os biocombustíveis podem ser caracterizados por elementos combustíveis originados de espécies biológicas que não tenham passado por processo de fossilização. Sendo derivados de biomassa renovável, os biocombustíveis permitem a ciclagem da matéria usada na natureza. São, portanto, considerados uma fonte de energia “limpa” que pode substituir, parcial ou totalmente, o uso de combustíveis fósseis em motores à combustão ou em outro tipo de geração de energia. Os biocombustíveis podem receber diferentes nomenclaturas, em virtude de seu produto de origem ou método de produção, tais como: biodiesel, etanol, biogás, biometanol, entre outros. Atualmente, diversas espécies vegetais (Fig. 5.2) são utilizadas para a produção de biocombustíveis. Alguns produtos agrícolas são usados para a produção do chamado biocombustível, pois são ricos em hidratos de carbono, devido a um elevado teor de amido, tais como o milho, o trigo, a soja, a batata e a mandioca. Outros são utilizados devido a um elevado teor de açúcar, tais como a cana-de-açúcar e a beterraba. Esses tipos de biomassa podem ser convertidos em etanol por meio de fermentação dos açúcares ou depois da hidrólise do amido em açúcares fermentáveis. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 22 Figura 5.2 – Imagens mostrando diferentes produtos agrícolas (a partir da esquerda, no alto, girassol, mamona, milho e soja) utilizados na produção de biocombustíveis. A substituição do uso de combustíveis fósseis por biocombustíveis tem se tornado uma das principais bandeiras de um movimento verificado em escala global, para redução das emissões dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Atualmente, os biocombustíveis vêm sendo utilizados em diferentes escalas, por vários países. Alguns, como Alemanha, França, Brasil, Estados Unidos, Itália, Argentina, Malásia, entre outros, já produzem biodiesel comercialmente, estimulando o desenvolvimento em escala industrial. Em países como Quênia, Índia e Brasil (e outros mais da África, da Ásia e da América do Sul), o uso de biomassa tem significativa participação na matriz energética nacional. Em escala global, a participação dos biocombustíveis na matriz energética está em torno de 13% (REIS, 2011). 5.4 Conclusão Nesta aula, discutimos como a revisão do déficit energético mundial tem influenciado nas políticas de utilização de fontes de energia em escala global, bem como quais as implicações para as principais matrizes energéticas atualmente em uso. Além disso, abordamos as principais bases científicas dos biocombustíveis, suas principais fontes, PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 23 seu uso em escala global e suas relações com alguns dos principaisconceitos relacionados às mudanças climáticas verificadas em todo o planeta. Aula 6 Nesta aula, veremos como as questões relacionadas aos principais problemas ambientais verificados em escala global estão sendo tratados por diferentes órgãos internacionais. Discutiremos também quais são os principais acordos internacionais para minimizar os impactos de uma crescente população. Abordaremos, por fim, as atuais perspectivas do ponto de vista legal, social e econômico que envolvem as questões ligadas aos problemas ambientais. 6.1 Introdução Alguns trabalhos acadêmicos já vinham identificando diversas alterações no sistema climatoambiental do planeta. Entretanto, foi apenas na década de 1980 que o alerta foi realmente ouvido. A partir de então, várias organizações governamentais e não governamentais, em todo o mundo, começaram a discutir de forma mais enfática os riscos para o planeta em função da elevação da temperatura global (DIAS, 2011). A partir dessas discussões iniciais, diversos acordos internacionais foram assinados ao longo das últimas décadas, com o objetivo de enfrentar o que se configura como um dos principais problemas ambientais da atualidade. Assim, a elaboração de diferentes acordos internacionais deve, necessariamente, levar em consideração as principais perspectivas do ponto de vista legal, social e econômico dos diferentes países envolvidos na assinatura de acordos. 6.2 Acordos globais Em 1988, o físico da NASA (National Aeronautics and Space Administration) James Edward Hansen fez um dos primeiros alertas ao Congresso norte-americano sobre as evidências científicas que apontavam para o aumento do aquecimento global e como as ações antrópicas estavam influenciando tais mudanças no clima (DIAS, 2011). PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 24 Desde então, diversas iniciativas e encontros internacionais foram realizados a fim de promover discussões e apresentar soluções para o problema identificado. 6.2.3 Breve histórico das negociações mundiais sobre as mudanças climáticas 1988: Foi realizada em Toronto, no Canadá, a primeira reunião com líderes de países e a classe científica para discutir sobre as mudanças climáticas. 1988: Foi criado o Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima (IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change), por iniciativa da Organização Meteorológica Mundial (WMO – World Meteorological Organization) e pelo Programa Ambiental das Nações Unidas (UNEP – United Nations Environment Programme), com o objetivo de acessar informações científicas, técnicas e socioeconômicas relevantes para entender melhor os riscos globais associados às mudanças climáticas. 1992: Em junho 1992, no Rio de Janeiro, foi realizada a Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento (CNUMAD), conhecida também como ECO-92, Rio-92 (Fig. 6.1), Cúpula ou Cimeira da Terra. Participaram do encontro mais de 160 líderes de Estado que assinaram a Convenção Marco Sobre Mudanças Climáticas (Fig. 6.2). Figura 6.1 – Logomarca da Rio-92. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 25 Figura 6.2 – Foto oficial com chefes e representantes de Estado durante a realização da Rio-92. 1997: Em dezembro de 1997, foi realizada em Kyoto, no Japão, a III Conferência das Partes. Considerada um marco do entendimento internacional sobre as questões que envolvem as mudanças climáticas, a conferência permitiu a assinatura do Protocolo de Kyoto. O Protocolo firmou o compromisso, por parte dos países industrializados, de reduzir a emissão de gases do efeito estufa. No entanto, ainda não estavam concretos os meios pelos quais seriam colocadas em prática as medidas de redução e se realmente todos os envolvidos iriam aderir. 2009: Em dezembro de 2009, foi realizada em Copenhague, na Dinamarca, a Conferência das Nações Unidas sobre as Mudanças Climáticas, Conferência de Copenhague ou United Nations Climate Change Conference – COP-15 (Fig. 6.3). Figura 6.3 – Banner de divulgação da Conferência das Nações Unidas sobre as Mudanças Climáticas (COP-15). 2012: Em junho de 2012, foi realizada no Rio de Janeiro a Conferência das Nações Unidas sobre Desenvolvimento Sustentável (CNUDS), RIO+20 (Fig. 6.4). O principal PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 26 objetivo dessa conferência mundial foi discutir a renovação do compromisso político com o desenvolvimento sustentável. Considerado o maior evento já realizado pelas Nações Unidas, reuniu 190 chefes de Estado (Fig. 6.5), que propuseram mudanças, sobretudo, no modo como estavam sendo utilizados os recursos naturais do planeta. Figura 6.4 – Logomarca da Rio+20. Figura 6.5 – Foto oficial com chefes e representantes de Estado durante a realização da Rio+20. 6.3 Perspectiva legal, social e econômica As perspectivas legais, sociais e econômicas relacionadas aos principais problemas ambientais discutidos nas diversas conferências internacionais realizadas sobre o assunto, ao longo das últimas décadas, podem ser exemplificadas através de algumas das proposições apresentadas a seguir. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 27 Convenção sobre a Diversidade Biológica (CDB) A CDB, estabelecida durante a ECO-92, é um tratado da Organização das Nações Unidas e um dos mais importantes instrumentos internacionais relacionados ao meio ambiente. Desde seu estabelecimento, mais de 160 países já assinaram o acordo, que entrou em vigor em dezembro de 1993. A Convenção está estruturada sobre três bases principais: I) A conservação da diversidade biológica, II) O uso sustentável da biodiversidade e III) A repartição justa e equitativa dos benefícios provenientes da utilização dos recursos genéticos. Refere-se à biodiversidade em três níveis: ecossistemas, espécies e recursos genéticos (BRASIL, 2000). Em seus artigos 1 e 3, a CDB destaca, respectivamente, seus objetivos e princípio: Artigo 1 – Objetivos: Os objetivos dessa Convenção, a serem cumpridos de acordo com as disposições pertinentes, são a conservação da diversidade biológica, a utilização sustentável de seus componentes e a repartição justa e equitativa dos benefícios derivados da utilização dos recursos genéticos, mediante, inclusive, o acesso adequado aos recursos genéticos e a transferência adequada de tecnologias pertinentes, levando em conta todos os direitos sobre tais recursos e tecnologias, e mediante financiamento adequado. Artigo 3 – Princípio: Os Estados, em conformidade com a Carta das Nações Unidas e com os princípios de Direito internacional, têm o direito soberano de explorar seus próprios recursos segundo suas políticas ambientais, e a responsabilidade de assegurar que atividades sob sua jurisdição ou controle não causem dano ao meio ambiente de outros Estados ou de áreas além dos limites da jurisdição nacional. - Convenção sobre Mudança do Clima (CMC) A CMC, estabelecida durante a ECO-92, foi assinada por 154 Estados e uma organização de integração econômica regional. Entre seus principais fundamentos, a preocupação de como as atividades humanas têm causado alterações nas concentrações atmosféricas dos gases de efeito estufa (BRASIL, 1992). Em seu artigo 2, a CMC destaca seus objetivos: PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 28 Artigo 2 – Objetivos: O objetivo final desta Convenção e de quaisquer instrumentos jurídicos com ela relacionados que adotem a Conferência das Partes é o de alcançar, em conformidade com as disposições pertinentes desta Convenção, a estabilização das concentrações de gases de efeito estufa naatmosfera num nível que impeça uma interferência antrópica perigosa no sistema climático. Esse nível deverá ser alcançado num prazo suficiente que permita aos ecossistemas adaptarem- se naturalmente à mudança do clima, que assegure que a produção de alimentos não seja ameaçada e que permita ao desenvolvimento econômico prosseguir de maneira sustentável. 6.4 Conclusão Nesta aula, discutimos quais os principais acordos internacionais assinados nas últimas décadas têm por objetivo principal minimizar os problemas ambientais gerados por ações antrópicas e suas consequentes alterações no sistema climatoambiental do planeta. Também abordamos um breve histórico de assinatura desses acordos e suas principais consequências para o meio ambiente global. Além disso, discutimos brevemente as bases conceituais das principais perspectivas legais, sociais e econômicas que envolvem a assinatura desses acordos. Aula 7 Nesta aula, discutiremos sobre as mais recentes tendências globais que envolvem as principais soluções para os diferentes problemas ambientais do planeta. Veremos também como a solução desses problemas passa por ações emergenciais que na maioria das vezes têm significativo impacto no estilo de vida dos habitantes dos diferentes países envolvidos no processo. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 29 7.1 Introdução Na última década, principalmente, as discussões sobre os principais problemas ambientais observados hoje em escala global deixaram de ser realizadas apenas por integrantes da comunidade científica mundial para fazer parte do assunto comum à grande parte da população mundial. A importância de encontrar novas soluções para tais problemas pode ser medida através do crescente número de trabalhos, publicações e fóruns de discussão realizados em todo o planeta. Encontros internacionais, com a participação de representantes da comunidade científica, dos governos e dos diferentes setores da sociedade, vêm permitindo a realização de amplas discussões sobre o tema. Resultados de diversos trabalhos científicos publicados no fim da década de 1980 já apontavam as ações antrópicas como principais responsáveis pela mudança climática do planeta. As discussões sobre esses trabalhos contribuíram para o estabelecimento, em novembro de 1998, do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change), que tinha como um dos objetivos principais reunir evidências científicas sobre o assunto (DIAS, 2011). Ao longo das últimas décadas, os esforços para a realização de diversos fóruns de discussão sobre os problemas ambientais globais – tais como a Conferencia das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento (CNUMAD), realizada em junho de 1992, e seus “desdobramentos”, como a terceira Conferência das Partes, realizada em Kyoto, em 1997 – podem ser considerados marcos do entendimento mundial sobre as discussões que envolvem os principais problemas ambientais e a busca por soluções viáveis do ponto de vista socioeconômico e ambiental. 7.2 Tendências de solução de problemas ambientais globais No contexto nacional, diferentes iniciativas têm sido realizadas com o objetivo de propor soluções viáveis para os problemas ambientais observados atualmente. Em um documento lançado em 26 de junho de 2015, o Observatório do Clima PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 30 apresentou um conjunto de propostas que demonstrou como o Brasil pode chegar a 2030 limitando suas emissões de gases responsáveis pelo efeito estufa equivalente a 1 bilhão de toneladas de gás carbônico. Esse importante documento sugere diversas ações que, a longo prazo, poderão levar à neutralidade das emissões do Brasil e dos demais países em 2050, reduzindo consideravelmente o risco que o aquecimento global representa para o planeta Terra. O referido documento está sendo chamado de INDC da sociedade civil. As INDCs (sigla em inglês para Contribuições Nacionalmente Determinadas Pretendidas) consistem em um conjunto de metas que todos os países deveriam apresentar até 1o de outubro de 2015 para o novo acordo a ser assinado na Conferência das Partes (COP-21), em Paris no mês de dezembro do mesmo ano. Em 27 de setembro de 2015, o governo brasileiro apresentou ao Secretariado da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (UNFCCC) a pretendida contribuição nacionalmente determinada do Brasil para o novo acordo sob a Convenção (BRASIL, 2015), adotado na COP-21 (Fig. 7.1). Figura 7.1 – Banner de divulgação da Conferência das Partes (COP-21). PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 31 7.3 Conclusão Nesta aula, discutimos brevemente quais as mais recentes tendências internacionais e nacionais voltadas para a solução dos principais problemas ambientais verificados atualmente em escala global. Além disso, também vimos como essas tendências estão sendo abordados pelo atual governo brasileiro e algumas de suas consequências para o desenvolvimento de nossa sociedade. Aula 8 Nesta aula, avaliaremos quais são as principais ações emergenciais que devem ser realizadas para minimizar os impactos socioeconômico e ambientais gerados no planeta em virtude das mudanças climáticas observadas em escala global. Além disso, discutiremos como ações de educação sistêmica podem auxiliar na resolução de problemas ambientais verificados atualmente em todo o planeta. 8.1 Educação sistêmica: ciência, tecnologia e cultura Um dos resultados mais frequentes nas diferentes conferências internacionais, realizadas para discutir os principais problemas mundiais, é a constatação de que ações sistêmicas de educação, envolvendo diferentes esferas das ciências, tecnologias e culturas são necessárias para ajudar a resolver tais problemas. Entretanto, a elaboração de políticas públicas direcionadas a essa difícil tarefa ainda é alvo de frequentes discussões por parte dos governos, autoridades científicas e representantes da sociedade em geral. Cabe ainda destacar que ações de educação sistêmica relacionadas aos problemas ambientais verificados em escala global devem ser pensadas para os diferentes níveis de formação, identificando, dessa forma, as principais ferramentas educacionais para permitir uma melhor discussão sobre os temas em questão. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 32 8.2 Avaliação emergencial Ao longo das últimas décadas a população mundial tem convivido com diferentes problemas. Recentemente, diversas organizações internacionais têm voltado seus esforços para encontrar as melhores soluções para tais problemas. Dentre os exemplos desses esforços podemos destacar a iniciativa denominada Consenso de Copenhague. A ideia central dessa iniciativa foi reunir grandes economistas e especialistas, das mais diversas áreas do conhecimento relacionadas aos principais problemas mundiais, com o objetivo de identificar quais as prioridades entre os diversos desafios em escala global. O primeiro desses encontros, realizado em 2004, identificou diversos problemas enfrentados na época e os apresentou por meio da seguinte lista (com valores estimados): 800 milhões de pessoas estão passando fome; 1 bilhão não possuem água potável para beber; 2 bilhões sofrem com a falta de saneamento básico; 2 milhões morrem de HIV/AIDS a cada ano; 175 milhões são considerados migrantes internacionais; 940 milhões são considerados analfabetos; 2 bilhões serão gravemente afetados pela mudança climática verificada em escala global. Em um “mundo ideal”, todosos problemas deveriam ser resolvidos. Entretanto, “no mundo real”, devemos nos perguntar: Quais problemas devemos resolver primeiro? Pensando nessa questão, os integrantes do Consenso identificaram os dez maiores desafios mundiais, apresentados na seguinte lista: mudanças climáticas; doenças transmissíveis; conflitos regionais; educação; estabilidade financeira; PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 33 governança e corrupção; desnutrição e fome; migração da população; saneamento básico e água; subsídios e barreiras comerciais. Os resultados do encontro de 2004 indicaram que a prioridade seria o controle da mortalidade relacionada à disseminação do HIV/AIDS. Esses resultados ajudaram a moldar os gastos de desenvolvimento no exterior e as decisões filantrópicas para os próximos anos, direcionando significativamente mais dinheiro para esse problema. Enquanto o Consenso de Copenhague, realizado em 2008, identificou como principal prioridade o controle da mau-nutrição global, através do fornecimento de micronutrientes. Uma vez que, cerca de metade da população mundial sobre com a falta de ferro, zinco, iodo e vitaminas. Em seu último encontro, realizado em maio de 2012, o III Consenso de Copenhague (Fig. 8.1) reuniu mentes brilhantes de todo o planeta para analisar os custos e benefícios de diferentes abordagens para enfrentar os maiores problemas mundiais da atualidade. O objetivo foi fornecer uma resposta para a seguinte pergunta: “Se você tivesse 75 bilhões de dólares para gastar com problemas mundiais, por onde deveria começar?” Os resultados dessa conferência indicaram como prioridades os seguintes temas: Realizar intervenções mundiais com pacotes de micronutrientes para combater a fome e melhorar a educação; Expandir os subsídios para o tratamento combinado da malária em escala global. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 34 Figura 8.1 – Banner de divulgação do Consenso de Copenhague realizado em 2012. 8.3 Conclusão Um verdadeiro consenso global sobre quais problemas mundiais devem ser resolvidos primeiro ainda está longe de ser alcançado. Entretanto, as diferentes iniciativas realizadas nessa direção permitem uma melhor discussão sobre tais problemas e as potenciais soluções, seja a curto, médio ou longo prazo. Além disso, a abordagem de tais problemas passa, necessariamente, por ações de educação sistêmicas envolvendo diferentes esferas das ciências, tecnologias e culturas. PROBLEMAS AMBIENTAIS GLOBAIS 35 Referências Bibliográficas: ALMEIDA, D. H. C. Mudanças climáticas: premissas e situação futura. 1. ed. São Paulo: LCTE, 2007. 150p. DIAS, R. Gestão ambiental: responsabilidade social e sustentabilidade. 2. ed. São Paulo: Editora Atlas, 2011. 220p. SOLOMON, S. et al. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge; Nova York: Cambridge University Press, 2007. 996p. GOLDEMBERG, J. (Coord.) et al. Antártica e as mudanças globais: um desafio para a humanidade. São Paulo: Editora Blucher, 2011. 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