1 AM020C = A interface entre Meio Ambiente, Sociedade e EconomiaEnrique Ortega Unicamp, Campinas, SP, Brasil, 2014 La biodiversidad La cultura humana Relaciones entre los principales componentes del sistema global La ciudad y el campo El centro y la periferia del sistema global El cambio climático

2 RECURSOS NO RENOVABLES:La cultura humana y la biodiversidad RECURSOS NO RENOVABLES: energía fósil e minerales SUPER-ESTRUCTURA: La organización mundial vinculada a las estructuras de poder regional y local CAMBIO CLIMÁTICO Afecta la regulación de la biosfera y a los seres humanos ESTRUCTURA SOCIO-POLÍTICA REGIONAL: La organización regional composta por individuos e instituciones regionales ESTRUCTURA DE PRODUCCIÓN Y CONSUMO: el sistema regional (rural-urbano) de aprovechamiento de los recursos locales Otras culturas ESTRUCTURA DE SOPORTE BIO-GEOGRÁFICA: El sistema espacial donde circulan los flujos biogeoquímicos e hay reservas de recursos naturales (flora, fauna, biodiversidad) Variedad de especies = variedad de funciones sistémicas A partir de un diagrama de Tom Abel:

3 El proceso histórico de la civilización.Durante mucho tiempo, la humanidad utilizó formas de vida comunitaria, mediante las cuales consiguió usar en forma sustentable ​​los recursos renovables y distribuir de manera equitativa el excedente disponible (Darcy Ribeiro, 1998) En otras palabras: la sustentabilidad es posible, mas requiere de estructuras comunitarias (organizaciones solidarias). Hoy la cultura que predomina es excluyente y súper competitiva

4 El descubrimiento de la agricultura y la domesticación de los animales permitieron obtener un excedente de biomasa, que permitió un cambio cultural: dejar de ser colectores migratorios y asentar-se en aldeas, villas y ciudades. La cultura urbana crio instituciones sociales para organizar la producción y el consumo, el destino de los residuos, la participación social y la distribución del excedente, el uso del dinero para facilitar el comercio y, finalmente, realizar la gestión del poder generado colectivamente.

5 Algunas civilizaciones desarrollaron técnicas que les permitieron explorar de forma muy intensa los recursos locales hasta agotarlos. Y así, eran forzados a migrar y a apropiar-se de los recursos de otros pueblos (robo, conquista, esclavización). La esclavización de seres humanos para realizar trabajo sin remuneración propició mucho lucro (superávit). El excedente se usaba para aumentar la expansión territorial e imponer nuevos saqueos y comercio injusto; así como el consumo superfluo de las elites (desperdicio), pobreza e injusticia.

6 La dimensión ecológica de la Crisis Global:La tierra agrícola es limitada (1 ha/persona) y se esta degradando; los espacios preservados y los servicios ecosistémicos están disminuyendo, así como los minerales y el agua limpia. Se pierde el suelo y la biodiversidad. La polución y los gases de efecto estufa impactan al clima global. El impacto humano es enorme y coloca en riesgo a la resiliencia ecológica del planeta y a la calidad de vida de las generaciones presentes y futuras (Wijkman e Rockström, 2012; Meadows et al, 1972, 2007, IPCC, 2007, Odum e Odum, 2001).

7 La Economía Política propuesta en el siglo XVIII continua vigente como Economía Neoclásica. El problema está en que su teoría no sirve para analizar la crisis global que está ocurriendo. Además, el dinero dejo de tener un valor efectivo pues perdió el vinculo con un depósito en metal precioso. Paso ser apenas una medida de la fe en un sistema económico que perdió la noción de ética y, cada día, se torna mas insostenible. La emisión, sin limites, de dinero por los bancos y los gobiernos puede generar una crisis económica mas grave que la de los años 30 (Harvey, 2011).

8 Marx, entre 1849 y 1883, hizo un análisis crítico del modo de producción capitalista. El crio nuevas categorías de análisis útiles para analizar todos los modos de producción (Dussel, 2013). Es un trabajo valioso pero tiene algunas deficiencias y una de ellas es que no considera el trabajo de la naturaleza, lo que la contabilidad biofísica consigue hacer. La Economía Política Socialista puede ser complementada por la Contabilidad Biofísica y una visión filosófica y política diferente.

9 La integración de la Economía Política Socialista y de las diversas modalidades de la Contabilidad Biofísica con una Filosofía del Dialogo Intercultural puede permitir el surgimiento de la verdadera Economía Ecológica. … Que puede ser la ciencia política y cultural necesaria para la transición global rumbo a una Civilización Biodiversa y Multicultural (Lowy, 2005).

10 Contabilidade biofísica

11 Contabilidade biofísicaEnergia = capacidade de um recurso de realizar trabalho em um processo de transformação. O valor da energia costumava-se medir-se em termos do calor liberado ao se aproveitar totalmente seu potencial de trabalho. Hoje o valor da energia de um recurso mede-se em termos de energia incorporada (energia adicionada nas linhas de produção do recurso), de exergia (potencial real de realizar trabalho), ou em emergia (toda a exergia incorporada).

12 Princípios gerais da Energética de SistemasConservação da energia A energia total que participa de um sistema se conserva. ∑(energias do sistema) = Energia total = constante (E1 + E2 + E3)entram = (E1 + E2 + E3)saem = constante Transformação da energia A energia potencial que entra em um sistema interage com os recursos internos e gera recursos com maior potencial (trabalho) e dissipa energia degradada (calor). (E potencial útil + E agregada) = (E aprimorada + E degradada) Energia = Trabalho + Calor

13 A eficiência dos processos dos sistemasTodas as formas de energia são reais (ou positivas). Observa-se que a quantidade de energia degradada (calor) é maior que a quantidade de energia aprimorada (energia potencial). Em alguns processos pode ocorrer apenas degradação. Energia degradada (Q) > Energia aprimorada (W) Trabalho (W) Eficiência = ≤ 1 Energia potencial (E)

14 Tendência a desorganização da energia potencialA entropia mede a desorganização do sistema, e se manifesta como aumento da dissipação de calor em processos. A entropia depende do processo de conversão de energia potencial (E) que exista em um sistema. Energia entra – Energia sai Calor Entropia (S) = = > 0 T referência T ref. | Entropia | | | → Esta relação tende ao aumento | tempo |

15 Neguentropia http://en.wikipedia.org/wiki/NegentropyA Neguentropia de um sistema vivo é a entropia que ele exporta para manter sua própria entropia em um nível bajo, adequado a suas necessidades A criação de ordem estabelece a possibilidade da coexistência entre desordem e vida. O conceito "entropia negativa" foi introduzido em 1944 por Erwin Schrödinger no seu livro “What is Life?”.

16 Em relação a matéria e a informaçãoO primeiro principio da Termodinâmica (a energia se conserva) se aplica a matéria: a matéria se conserva. E o segundo principio também: a matéria se transforma. A informação é um estoque de energia de alta qualidade produzido para ajudar os sistemas a se auto organizar para obter as forças necessárias para sua manutenção, evolução e ajuste. Precisa de estoques especiais para ser aproveitada e, como ela se degrada, requer de um processo cíclico de recomposição e aprimoramento.

17 Quarto princípio da EnergéticaNo campo da energética ecológica, H.T. Odum postula a maximização da potência emergética. Seria o corolário do princípio de potência máxima, proposto por Alfred Lotka. Nos sistemas, existe a tendência de criar estruturas e laços de retro-alimentação para captar mais emergia externa para evoluir, sobreviver na competição com outros sistemas e se preservar.

18 Quinto princípio da EnergéticaA aumentar o nível do componente de uma cadeia trófica, a intensidade de energia aumenta. A energia que entra nos sistemas permite processos e mudanças estruturais, entre elas e a criação de uma teia energética que mostra um aumento da transformidade ao longo dela (Howard T. Odum 2000, p. 246). Os fluxos de energia desenvolvem processos em serie e em paralelo formando redes que permitem gerar formas de energia de maior qualidade, as quais retroalimentam os processos anteriores como amplificadores, ajudando a maximizar o poder do sistema (Odum 1994, p 251)

19 Sexto princípio da EnergéticaOs ciclos de materiais na biosfera mostram padrões que podem ser medidos pela relação (energia/massa) que determina o campo de influencia e a freqüência do pulso (Odum 2000, p.246).

20 Retomando a questão da nova Economia Ecológica

21 Hay nuevas cosas que deben ser estudiadas:El valor biofísico del trabajo de la naturaleza; El valor de la biodiversidad y de los servicios ecosistémicos (como producción y como déficit); El valor de las externalidades negativas; El valor termodinámico del trabajo social; Pero sobretodo: El contexto político e cultural de la nueva Economía Ecológica (Biofísica y Solidaria); La manera como el cambio climático puede afectar las categorías de análisis económico y ecológico existentes.

22 Economía de EcosistemasHoy, la Economía Ecológica es compuesta por varias metodologías de contabilidad biofísica; una de ellas es el Análisis Emergético de Sistemas. Esta herramienta científica permite modelar y simular la dinámica de expansión, clímax, decrecimiento y recuperación de los sistemas. Primero, vamos a describirla y después vamos a discutir su uso en el estudio del cambio climático, en la manutención de la resiliencia ecológica y en la creación de una nueva cultura global.

23 Resumen de la metodología emergéticaSurge dentro de la Ecología de Sistemas y se aplica a todos los sistemas. Sus bases son: (a) la Teoría General de los Sistemas, (b) la Termodinámica de los sistemas abiertos, y (c) el Modelaje y la Simulación de Sistemas. Referencias principales: Odum (1971, 2007, 1986, 1988, 1994, 1995, 1996, 2000, 2001 e 2008), Scienceman (1987, 1989), Brown e Ulgiati (2004, 2009), Ulgiati e Brown (1998, 2002), Hau e Bakshi (2004), Álvarez et al. (2006), Zhao et al. (2005).

24 Las fuerzas que la Biosfera recibe para realizar sus procesos de transformación y acumulación son: la radiación del Sol, el calor interno de la Tierra y la fuerza gravitacional de la Luna. Energía = Trabajo(s) + Energía degradada

25 La intensidad energética de los recursosSi las energías que entran anualmente en la biosfera (sol, mareas, actividad geológica) se colocan en la misma unidad de energía potencial (energía solar equivalente) pueden sumarse. Tenemos así la emergía total de la biosfera (Y) Se conocemos la cantidad de cada recurso que circula na biosfera (Ei), en el mismo período, podría calcularse la razón entre ambos: (Y/Ei) Esa razón mide a intensidad de energía por unidad de recurso y se llama transformidad (Tr = Y / Ei).

26 La transformidad Indica la cantidad de Julios de energía solar equivalente (seJ) que es necesaria para producir una unidad de cada recurso que circula en la biosfera por acción de la naturaleza o del hombre. La unidad del recurso producido puede ser masa (g), energía (J) o información (...) Emergía solar equivalente (seJ) Transformidad = Energía del recurso que circula (J)

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28 Energía x Transformidad => EmergíaEl conocimiento obtenido sobre los valores de las transformidades de los materiales y de las energías que circulan en la biosfera nos permite calcular los valores en emergía (seJ) de los flujos que participan de los procesos que se realizan en un segmento del sistema global (de un subsistema). Procedimento: Indicar o fluxo nas unidades comuns. Converter para unidades SI Multiplicar pela transformidade correspondente Indicar sua % de Renovabilidade

29 Diagrama del sistema que se estudiaPara analizar un subsistema de la biosfera es necesario definir una ventana de observación temporal y describir o narrar lo que ocurre en ese espacio-tempo. La metodología emergética cuenta con un lenguaje de símbolos que permite dibujar un diagrama del sistema estudiado con todas sus entradas, depósitos internos e todas sus salidas.

30 El trabajo realizado por la biosfera, en otras eras geológicas y biológicas

31 Interacción ecológica entre la ciudad y el campoEstoque = depósito = acumulación de recursos

32 Externalidades negativasA interacción económica entre el espacio rural y el área urbana con uso de recursos no-renovables Externalidades negativas

33 El Análisis Emergético de una región

34 Diagrama de un sistema de producción agroquímica

35 Las entradas del sistema de producción son:Las contribuciones de la naturaleza (I) Recursos Renovables ​​(R) Recursos No-renovables ​​(N) Las contribuciones de la Economía (F, de feedback) Insumos materiales (M) Servicios comprados (S) Las salidas son: Productos deseados (productos y servicios ambientales) Co-productos indeseados (externalidades negativas). Las externalidades negativas deben ser incluidas. Existen datos sobre sus valores (Pretty, 2000). Los sistemas ecológicos poseen depósitos y estructuras internas que ayudan a disminuir las entradas externas y a alcanzar la autosuficiencia (sostenibilidad).

36 Diagrama genérico de un sistema de producción con inclusión de las externalidades negativas (impactos sociales, ambientales y climáticos)

37 Diagrama genérico de um sistema de produção

38 Los índices de emergía varían con la posición del sistema dentro del Norte y el Sur geopolíticos y con el organismo o clase social a que pertenezcan. Los índices de emergía varían también con el tiempo histórico y permiten mostrar la dinámica que se estableció en los últimos cinco siglos entre el Norte y el Sur geopolíticos.

39 Índices Emergéticos Y = R + M + S Y = RLa emergía utilizada: (Y) = I + F = (R + N) + (M + S) Es la suma de todas las emergías usadas por el sistema. Tempo Capacidade de suporte sustentável Y = R Y = R + M + S Capacidade de suporte não sustentável Hockey stick graph

40 Crescimento dos estoques humanosPopulação na homeostase futura: 1,5 bilhões de pessoas Crescimento dos estoques humanos

41 Outros exemplos de crescimento com base em recursos não renováveis:

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43 2. Transformidad: (Tr) = Y / E Evalúa la eficiencia de la conversión de la emergía recibida por el sistema (Y) en energía útil del producto (E). Tr = (R/E) + ((I+F)/E) = TrR + TrN Tempo Y = R Y = R + M + S TrR TrN

44 3. Índice de renovabilidad emergética: (%Ren) = ((R + MR + SR) / Y) x 100 Es el porcentual de emergía renovable utilizada. Es un indicador fuerte de sostenibilidad ecológica. 1900 90-95% %Renovabilidade 2000 25% Tempo

45 N/F R/F 4. Índice de Rendimiento(EYR) = (Y/F) = ((R+N+F)/F) = (R/F) + (N/F) + 1 Mide la capacidad del sistema de obtener recursos de la naturaleza (renovables y no renovables​​). Existe un problema en este índice: suma cosas que son deseables y cosas indeseables, se sugiere dividirlo! EYR = (R/F) + (N/F) + 1 N = perdida de suelo, uso de energía fósil, perdida de biodiversidad, éxodo rural, etc. N/F R/F R = era constante, disminuye por causa del cambio antrópico. Tiempo

46 5 . Índice de investimento de emergía (EIR) = F / I = (M+S)/(R+N) Indica como el sistema usa la emergía invertida; permite comparar alternativas de uso de los recursos regionales. 6. Índice de carga ambiental (ELR) = no renovables/renovables = (FN + N) / (R + FR) indica la presión que el sistema ejerce sobre el medio ambiente.

47 7. Índice de intercambio de emergía(EER) = (Y utilizada) / (U recibida en el intercambio) Indica se o sistema obtiene un saldo negativo o positivo en el intercambio de los recursos producidos. EER>1: el productor cede riqueza al consumidor EER<1: el productor gana emergía del consumidor EER=1: equilibrio en el intercambio de emergías. 8. VR = recursos internos locales renovables Esos estoques son responsables por los servicios ecosistémicos (internos e externos).

48 9. Área de absorción del impacto ambiental Ai = YN / (Emergía de la biomasa / hectárea . ano) Área de vegetación nativa que absorbe el CO2 emitido en la producción de los insumos derivados del petróleo y del CO2 generado localmente en el proceso productivo. Ai = NPP vegetación nativa x Energía biomasa x Transformidad (MN + SN + N + Emisiones locales) MN, SN, N, El = Recursos no-renovables ​​usados ​​y generados (seJ/ano) NPP = Productividad primaria líquida de vegetación nativa (kg/ha/ano) EB = Energía calorífica de la biomasa nativa (J/kg) Tr = Transformidad de la biomasa nativa local (seJ/J)

49 10. Produtividad real Producción (kg / ano)Área Área de absorción del agrícola impacto ambiental La produtividad de los cultivos debe ser medido de forma sistémica, considerando tanto el área de cultivo como la área de absorción del impacto ambiental (Ai). Las unidades de producción rural deben incluir una área de vegetación nativa preservada suficiente para mitigar el impacto ambiental generado y producir los servicios ambientales necesarios a la producción y al consumo.

50 La metodologia emergética permite evaluar, diagnósticar, modelar e simular qualquer sistema rural, por ejemplo: Sistemas silvopastoriles (ALBURQUERQUE, 2006), sistemas agroforestales (LU, 2006 y 2007; GRUENEWALD et al, 2007; ALBURQUERQUE, 2012); Bosques naturales (TILLEY & SWANK, 2003; RONCON, 2011, BHAGWAT, 2008), Tierras húmedas (humedales) (BULLER, 2012), Plantaciones forestales (ODUM, DOHERTY, SCATENA, KHARECHA, 2000).

51 Existe un conjunto de disertaciones y tesis realizados en los últimos 18 años, en el Laboratório de Ingeniería Ecológica (LEIA) sobre sistemas agrícolas, comportamiento de cuencas hidrográficas, lagos, rios, biomas y países. Estos trabajos están disponíbles en la página web del laboratório (ORTEGA, 2005). COMAR, 1998; LANZOTTI, 2000; KAMIYA, 2005; CAVALETT, 2006, 2009, 2010; RIVERA, 2007; ALBURQUERQUE, 2008, 2012; AGOSTINHO, 2008, 2010, 2012; PEREIRA, 2010, TAKAHASHI, 2010, 2012; SOUZA, 2006, 2010; SCARIOT, 2007, 2008; SICHE, 2008, 2010; PEREIRA, 2008, 2012; WATANABE, 2011ab, 2013; MELO, 2012; BARROS-TEIXEIRA, 2012; BULLER, 2012, RONCON, 2011, 2012; MOURA, 2012, NAKAJIMA, 2014.

52 Metabolismo regional (adaptado de Odum 1996, 2001, 2008).

53 Conclusiones hasta el momentoLa investigación emergética realizada en Brasil (ORTEGA 2010, 2011) revela que: (a) la agricultura química genera externalidades negativas y pocos servicios ambientales; (b) Los sistemas agroecológicos ayudan a resolver las alteraciones climáticas y los problemas sociales: fijan carbono, realizan metanotrofía, disminuyen la temperatura local y regulan en forma favorable el flujo del agua, generan trabajo humano de buena calidad y alimentos sanos, etc. → Es importante seguir estudiando sistémica-mente los sistemas agroecológicos!!!

54 Diagrama de un bosque en restauración ecológica

55 El impacto de las alteraciones climáticas

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58 La crisis global, las alteraciones climáticas y el cambio culturalLa crisis se debe a la forma de pensar, que establece la forma de relacionarse con los otros, o sea: a la visión filosófica. Existen varias filosofías. La Filosofía de la Convivencia entre seres con funciones diferentes que se distribuyen a riqueza equitativamente. Esa filosofía fue sustituida por la Filosofía de la Dominación que tiene como principio negar la calidad humana de los otros seres para justificar el asalto a sus recursos.

59 Cuando los pueblos son forzados a obedecer sin discutir, se establece la Filosofía de la Dependencia. Los pueblos explotados deben resguardar su cultura ecológica para sobrevivir. Más, en la crisis global deben adoptar la Filosofía da Liberación para reestablecer las relaciones justas entre las personas y las naciones. Además, es necesario recuperar el equilibrio con la naturaleza que ha sido perdido en la etapa de expansión capitalista. La filosofía de la liberación también debe ser la Filosofía de la Recuperación Ecológica y del Consumo Sostenible.

60 El sistema-mundo de Odum e Odum (2013): muestra los ciclos de la biosfera y los componentes de la economía mas no muestra el conflicto entre as clases sociales, los países y las instituciones, ni coloca la biodiversidad.

61 El sistema de mundo de Odum e Odum (2013) revisado: se incluyen las clases sociales, la biodiversidad y los estoques de carbono que permiten un clima ameno y productividad.

62 Detalle del subsistema de gestión y distribución de los bienes comuns (res publica)

63 Propuesta para explicar la super-estrutura

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65 Norte e Sul geopolíticos e a super-estrutura

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67 Interacción con los otros espacios del mundo

68 Homestasis

69 Desequilibrio en la biosfera

70 Ahora si, podemos comenzar a pensar como reestruturar el sistemaAhora si, podemos comenzar a pensar como reestruturar el sistema A partir de donde estamos! En vez de pensar en modernidad podríamos pensar en transmodernidad …y en un dialogo intercultural

71 El desafío es cambiar la cultura global:Entender lo que está ocurriendo en el mundo y su importancia para el futuro común; Discutir los papeles de las instituciones y de los movimientos para el cambio; Desarrollar la capacidad de auto-crítica; Percibir que los métodos usados ​​hasta ahora son incapaces de mejorar la calidad de vida de las comunidades y de los ecosistemas; Reflexionar sobre el proceso social que ocurrió en la historia de la humanidad;

72 Cambio de la cultura globalIniciar el reconocimiento de la deuda social, ambiental y climática y la forma de pagarla; Imaginar metas de uso de los espacios geográficos coherentes con las características biofísicas de los ecosistemas. Analizar las posibilidades de cambio considerando potenciales y limitaciones; Pensar y promover estructuras ​​y mecanismos para viabilizar el cambio; Establecer metas en el proceso de cambio.

73 El "decrecimiento próspero”Las grandes empresas y los gobiernos de los países dependen del crecimiento económico y no tienen un interés real en la sostenibilidad ni en el "decrecimiento próspero". Es necesario trabajar con aquellos que están realmente interesados ​​en el cambio global rumbo a una civilización sostenible. Un proceso que va exigir decrecimiento económico y recuperación ecológica, reducción del consumo excesivo, relocalización y acceso a los medios de producción y nuevas organizaciones.

74 Los actores sociales interesados→ los movimientos sociales y ecológicos, las pequeñas empresas, los agricultores orgánicos, los consejos de las cuencas hidrográficas, los científicos que estudian los cambios climáticos. … mas ellos no conocen la contabilidad emergética ni la filosofía política, que son las herramientas fundamentales para entender como funciona a naturaleza, la sociedad humana y sus interacciones dinámicas! Que se puede hacer?

75 Como los actores sociales tienen perspectivas, usan lenguajes y formas de interacción diferentes, es necesario conocer sus principios organizacionales para procurar una interacción adecuada. Eso exige adquirir conocimientos en Ciencia Política, Historia, Ética, Filosofía y Epistemología. Es bueno saber que hay trabajos importantes que están siendo realizados en: Descolonización Epistemológica; Filosofía de la Liberación; Transición y Relocalización; Decrecimiento; Resiliencia ecológica y social.

76 Es evidente que se necesita un gran esfuerzo de enseñanza a distancia, con video-cursos en la internet sobre la metodología de la emergía y filosofía política en diferentes lenguas, así como libros y cuadernos de ejercicios con ejemplos reales en planillas electrónicas, etc. Considera-se que solamente con buenos marcos conceptuales (ciencia multidisciplinar y abordaje sistémica) podrá ser posible un decrecimiento global próspero con recuperación ecológica y social y economías regionales sostenibles.

77 Nuevas modalidades de proyectos inter-disciplinares en la perspectiva de la transmodernidad

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