UNEDUNED MacaéMacaé DIRETORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO 

CURSO: MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA AMBIENTAL

ENERGIA, MEIO AMBIENTE E DESENVOLVIMENTO

UM NOVO OLHAR SOBRE A QUESTÃO AMBIENTAL

- A Ciência Normal e as Novas Ciências -Adaptado de facultad.usfq.edu.ec/jorgeb/CAP%2011.ppt.

Profa. Maria Inês P. Ferreira, D.Sc.

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Visão HistóricaPara Platão o Ser é o mundo das formas ideais e o passar do tempo.

Para Aristóteles o tempo é cíclico e sempre volta – esta é base de muitas religiões e visões de mundo.

A lógica judaico-cristã estabelece a visão de tempo linear e irreversível, como parte da evolução intelectual.

Tempo cíclico

Tempo linear

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O Tempo Irreversível (?!)O senso comum nos indica que o tempo sempre flui para o futuro.

Para a ciência é indiferente se “um filme” é avançado ou rebobinado, mas muitos consideram a Ciência como um processo cumulativo (e linear).

Para Kant o tempo não era algo objetivo, e sim subjetivo na mente humana.

O astrofísico inglês Sr. Arthur Eddington consagrou o termo “flecha do tempo” em 1927.

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O Paradigma DeterministaSignifica que se conhecermos as condições iniciais, poderemos determinar o comportamento em qualquer tempo futuro.

O determinismo está intimamente vinculado à causalidade.

A causalidade afirma que todo acontecimento tem uma causa e que causas iguais produzem efeitos iguais.

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A Ciência Normal e os Paradigmas•Paradigma: realização científica universalmente conhecida que, durante algum tempo, fornece problemas e soluções modelares;

•Ciência normal: pesquisa firmemente baseada em uma ou mais realizações científicas passadas

Thomas Kunh

Ciência Normal

EXPERIMENTAÇÃOOBJETIVA

ORDEM/FRAGMENTAÇÃO/DEDUÇÃO-INDUÇÃO (simplificação da complexidade)

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A Ciência Normal e o Paradigma AtualGrandes Influências:

•Bacon (sec. XVI): o projeto de “DOMINAÇÃO da NATUREZA;

•Decartes (sec XVII): o REDUCIONISMO e a FRAGMENTAÇÃO;

•Newton (sec. XVIII): Mecanicismo/ Leis baseadas em CORPOS PARTICULADOS;

Os seres vivos são as “máquinas de Deus”, o “grande arquiteto”. X Darwin (sec. XIX): os

seres vivos evoluem e estão em constante mudança.

A busca dos blocos de construção são (“Partículas Básicas”) – até o sec. XX!

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Detalhando as Grandes Influências

Descartes pensava que o mundo é em essência matemático e que podia ser estudado e compreendido como tal (reducionismo matemático)

O ideal de conhecimento científico é descobrir, atrás da complexidade, a ordem perfeita – o POSITIVISMO;

Aliando o pensamento linear ao positivismo e ao determinismo plasmou-se a OBSESSÃO com o CRESCIMENTO.

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Detalhando as Grandes InfluênciasUnindo Decartes, Newton e Darwin:

A busca dos blocos de construção (“Partículas Básicas”) e a “evolução ao acaso”

As Moléculas da Hereditariedade e da Vida (?!)

Eles ainda vivem...• Blocos de Poder;• Ação e Reação;• Modelos de Equilíbrio;• Produtividade e Eficiência;• Vazio Político;• Sucesso dos mais aptos.

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Reflexões adicionais...

“É sinal de uma mente instruída se satisfazer com o grau de precisão que a natureza do objeto permite, e não perseguir uma exatidão quando apenas uma aproximação da verdade é possível".

– Aristóteles

“A crença num mundo externo independente do pesquisador é a base de todas as ciências naturais. No entanto, como a percepção dos sentidos só fornece informação daquele mundo externo ou “realidade física” indiretamente, somos capazes apenas de estimar esta

última por meios especulativos. Segue-se daí que nossas noções da realidade física não poderão nunca ser definitivas".

– Albert Einstein

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...e portanto:

...porque sistemas ambientais são

sistemas complexos e não-lineares.

O que difere a modelagem científica geral da modelagem ambiental?

1. Cada lugar e tempo são únicos no universo. Os chineses dizem que “você nunca toma banho no mesmo rio”;

2. A modelagem ambiental é no máximo semi-empírica;

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Um resultado...

Depósitosinfinitos

Depósitosinfinitos

Produtos esubprodutos,os rejeitos

sólidosatmosféricos

líquidos

Recursosnaturais

Produção

Concepção linear de desenvolvimento - modelo insustentável

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Outro resultado......a arrogância dos modelos...

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Mas como a Ciência avança?

CRISE CIÊNCIA NOVO II PÓS-NORMAL

PARADIGMA

PARADIGMA CIÊNCIA NORMAL anomalias

DESCOBERTAS I INVENÇÕES

OBS:I – PRIMEIRA RUPTURA EPISTEMOLÓGICAII – SEGUNDA RUPTURA EPISTEMOLÓGICA

(REVOLUÇÃO CIENTÍFICA)

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Um novo olhar sobre a Questão

Ambiental- As Novas Ciências -

•A Ciência da Complexidade•O Princípio da Complexidade•O Princípio da Emergência•O Princípio da Auto-organização•O Princípio da Co-evolução

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As Novas Ciências*Física do não-equilíbrio;

*Dinâmica dos sistemas complexos;

*Teoria geral de sistemas;

*Complexidade do caos;

*Redes dinâmicas não lineares;

*Estruturas dissipativas…

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A Ciência da Pós-Modernidade e as Revoluções Científicas

•Para Kuhn um paradigma é o conjunto de idéias e conceitos fundamentais que são aceitadas pelas comunidades científicas;

•Não existe uma lei da complexidade já que esta não pode reduzir-se a uma idéia simples;

•O paradigma do pensamento complexo se impõe devido às insuficiências e debilidades do pensamento simplificante.

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O Paradigma de ComplexidadeSabemos que existem na natureza procesos irreversíveis que produzem o acúmulo de mudanças e informações que permitem a evolução;

Porém:

Devemos contar com uma nova estratégia de conhecimento para um mundo complexo.

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...uma nova abordagem......inclui conceitos como os de:

•Ordem, desordem e caos;

•Bifurcações, dinâmica das redes, atratores e fractais;

•Estruturas dissipativas;

•Processos emergentes que se auto-organizam por meio das redes autopoiéticas;

•Efeito borboleta (dependência das condições iniciais, entre outras).

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...como por exemploComo identificar responsabilidade legal dos

impactos ambientais de uma instalação industrial?

Modelo de Responsabilização Legal (Lima e Silva, 2005).

I-1

I-3

I-2

I-0

RA11

PI02

PI01

SO 1

RA21

PCO 1RNO 1

Sp

RApRNp

Figura 1 – Fluxos gerados por uma instalação. I-0 é a instalação-alvo.“S” = vermelho, poluição; “RN” = verde, recursos naturais;“RA” = preto, recursos artificiais, de outros processos; “PI” = preto,produtos para outras instalações; “PC” = azul, bens de circulação. Ocírculo azul representa um produto de I-0. Todos os fluxos gerados porI-O representam impactos e compõem o impacto marginal de I-O.

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Ecologia Profunda•As preocupações ecológicas são aspectos muito importantes do mundo atual;

•Enfrentamos uma série de processos em escala global que têm sido ocasionados pela intervenção humana;

•Desde o ponto de vista sistêmico, a única alternativa viável para a sobrevivência das espécies são os ecossistemas sustentáveis.

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Aplicando Conceitos:As Eco-ciências

Na ciência se entende por complexidade e caos um estado com grande turbulência e variabilidade;

As eco-ciências são fundamentais para o entendimento dos fenômenos do desenvolvimento: cada causa tem muitos efeitos e por sua vez, os efeitos modificam as causas.

“Lei” das conseqüências imprevistas.

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As Estruturas Vitais•A física ao tratar dos fenômenos da vida desembocava rapidamente em contradições insolúveis;

•Segundo a segunda lei da termodinâmica, o grau desordem dos sistemas abertos aumenta: a origem da vida parecia contradizer as leis fundamentais da física;

•Porém descobrimos que em certos fenômenos físicos e químicos surge um tipo de ordem que não obedece estreitamente às leis da física clássica.

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Fundamentos TeóricosO que se entende por caos na ciência pós-moderna?

•No contexto científico “Caos” relaciona-se a situações muito complexas, que têm uma ordem intrínseca própria, porém de impossível previsibilidade;

•Os sistemas caóticos dependem enormemente das condições iniciais.

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O CaosPoincaré revelou que o caos é a essência dos sistemas não-lineares.

Werner Heizenberg com seu principio de incerteza, deu o golpe de graça ao reduccionismo de Newton.

O pensamento linear que relaciona a cada causa um só efeito é muito perigoso em um mundo caótico e complexo.

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As Novas Ciências A Pós-Modernidade e suas IndagaçõesComo pode a ordem gerar-se do caos?

•Na antigüidade os filósofos reduzen a complexidade a princípios básicos;

•A simplicidade foi entendida como parte fundamental da verdade;

•Porém Poincaré descubriu que estes modelos da realidade não são computáveis;

...e o mundo determinista começa a desmoronar...

VIVEMOS NUM ESTADO GENERALIZADO DE

CRISE DE PERCEPÇÃO!!!!

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As Leis da OntogeniaA ontogenia estuda o desenvolvimento dos seres vivos, inviável por meio de práticas reducionistas.

O reducionismo confronta objeções de fundo:

•O indeterminismo quântico (que não permite medir exatamente uma série de variáveis);

•A incerteza e imprevisibilidade dos processos com caóticos (uma pequena alteração nas condições iniciais produz resultados totalmente diversos).

A característica destes sistemas complexos e caóticos é que suas repostas não podem ser

exatamente previstas; porém, isto não significa que não podemos entender o comportamento

destes fenômenos.

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A Ciência Pós-ModernaPrincípios Fundamentais

•O Princípio de complexidade;

•O Princípio de emergência;

•O Princípio de auto-organização;

•O Princípio de co-evolução.

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A Ciência da Complexidade

•É uma nova metodologia científica que se baseia na experiência como base dos conhecimentos humanos; é principalmente um método interdisciplinar de investigação.

•Utiliza a computação eletrônica para elaborar modelos matemáticos que tratam de aproximar o que sucede na realidade.

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Como Entender a Complexidade?•Em um mundo complexo as variáveis não são independentes;

•O fenômeno da retroalimentação é usual.

Para entender um sistema complexo devemos primeiro entender o seu entorno, investigar e estabalecer as redes de inter-relações dentro do sistema, paralelamente.

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Os Modelos DinâmicosA primeira geração desses modelos denominou-se

investigação de operações (que empregava sistemas lineares e deterministas). A segunda geração foi a

cibernética (estudo do controle, da auto-regulação e da comunicação das máquinas e dos organismos vivos). A terceira geração são modelos que se auto-organizam,

que coevoluem, e que são impossíveis de predizer.

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As Teorias de Sistemas

As obras de Bogdanov e do biólogo Bertalanffy:

•Bogdanov escreveu sua obra Tectologia, e descreveu a ciência das estruturas;

•Bertalanffy escreveu a Teoria Geral de Sistemas, que permitiu definir o âmbito geral do que são os sistemas em toda sua amplitude, especialmente os sistemas abertos.

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A Ciência da Complexidade e a TGS•Bertanfly e a TGS:

•Conceito de sistema: totalidade integrada cujas propriedades não podem ser reduzidas às de unidades menores;

•Sistemas possuem natureza intrinsicamente dinâmica: suas formas são estruturas flexíveis, embora relativamente estáveis;

•Prigogine e estruturas dissipativas: exibem dinâmica de auto-organização, auto-renovação, adaptação e evolução.

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O Princípio de Complexidade e a EmergênciaOs sistemas são constituídos por subsistemas que estão em constante flutuação;

Como a retroalimentação é positiva, pode emerger a ordem por meio de singularidades ou bifurcações;

É impossível predizer se o sistema evoluirá do caos para um nível ordenado em que é possível a auto-organização e a co-evolução.

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O Princípio de Emergência•A origem da vida é um processo emergente quando o entorno e certas macromoléculas permitem;

•De uma série de componentes simples emergem as características da vida se houver um fluxo constante de energia e matéria em situações afastados do equilíbrio;

•As células, os ecosisstemas e a economia são todos processos nos quais emerge a ordem, em situações de não-equilíbrio.

•O estudo do fenômeno da auto-organização exibido por certas macromoléculas rendeu a Prigogine o Prêmio Nobel de Química em 1977.

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A Emergência da OrdemA ordem se produz “espontaneamente”;

A vida se produz ao beira do caos;

Ao mesmo tempo que se auto-organizan, se produzem processos de co-evolução.

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O SuperorganismoPara que se produza a emergência há necessidade de um superorganismo regulador;

Enquanto uma abelha tem uma memória de seis dias, a colméia tem uma de três meses;

O maravilhoso disso tudo é que não há um indivíduo responsável pelo controle do que acontece;

Nossa memória funciona como processos emergentes que não têm um destino específico.

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O Conceito de auto-organização Auto-organização é a

emergência espontânea de novas estruturas e novos modos de comportamento em sistemas longe do equilíbrio, caracterizados por laços de retroalimentação internos e descritos matemáticamente em termos de equações não lineares.

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Auto-organização: a ordem que nasce espontâneamente dos complexos processos moleculares e biológicos, que permitiram que agregados de moléculas muito complexas possam auto-reproduzir-se para formar cadeias com os códigos genéticos que permitem a aparição da vida.

O Princípio de auto-organização

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As “Regras” da Emergência•Distribuir as funções;

•Controlar de baixo para cima;

•Funcionar por meio de adições incrementais;

•Crescer por partes;

•Maximizar as margens de segurança;

•Aprender com os erros;

•Não buscar o ótimo;

•Buscar o desequilíbrio;

•Transformar-se continuamente.

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O Princípio de Co-evolução A Evolução. Desde Darwin e Wallace, a única explicação

da ciência a aparição da ordem é a evolução por seleção natural;

Esta visão é incompleta, apesar da seleção natural ser importante, pois não é o único processo de criação de ordem na natureza para gestar a vida.

Verifica-se o desenvolvimento criativo de novas estruturas e funções, independentemente de “pressão ambiental”: AUTOTRANSCENDÊNCIA DOS ORGANISMOS VIVOS X CONCEITOS (neo)DARWINIANOS!!!

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O Êxito das OrganizaçõesOs êxitos em nossa

comprensão dos sistemas vivos se baseiam em duas novidades

1. O descobrimento da nova matemática da complexidade e do caos;

2. A emergência de novos e poderosos conceitos, como a autoorganização, autopoiése, sistemas disipativos e ciclos catalíticos.

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As RedesAs redes a conexão de todos os

elementos não-lineares da organização;

Estas mensgens podem viajar em ciclos de retroalimentação;

As redes são os elementos que mantêm a comunicação;

Sem as redes não pode haver organização nem auto-organização.

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As críticas...A termodinâmica dos sistemas abertos coloca

a possibilidade de unificação das Ciências e transfere conceitos de ENTROPIA e ANÁLISES DE FLUXOS ENERGÉTICOS p/ a economia/antropolgia, etc...

PROJETO DE UNIFICAÇÃO (?!!!)“O projeto interdisciplinar proposto pela

TGS dá continuidade ao das filosofias que tentaram encontrar um princípio unificador da realidade empírica e uma unidade conceitual das ciências”.

Henrique Leff em “Epistemologia Ambiental” (2006).

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As críticas...

Ainda segundo Leff:

“Sem definir adequadamente um objeto de pesquisa ou um objetivo de

desenvolvimento econômico-social, constituem-se equipes multidisciplinares de

pesquisadores. Suas dificuldades são atribuídas à novidade desses projetos, num

ambiente científico dominado pelos estereótipos próprios de cada especialização profissional...”

Henrique Leff em “Epistemologia Ambiental” (2006).

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Eixos Norteadores das Disciplinas Obrigatórias

1) Indústria de Petróleo e Gás: sua importância na matriz energética brasileira e seus impactos sócio-ambientais na Região Norte Fluminense;

2) A produção de álcool e seus impactos sócio-ambientais nas diversas escalas geográficas;

3) Paralelo entre uma usina termoelétrica a carvão e uma a gás em função dos impactos sócio-ambientais de cada uma dessas modalidades de geração de energia;

4) Impactos sócio-ambientais do complexo portuário do Açu.