Energia no Ecossistema

Energia no Ecossistema
Energia: definições básicas

Energia: É a capacidade de realizar trabalho. Esta capacidade pode-se
manifestar sob várias formas: radiação eletromagnética, energia potencial ou
incorporada, energia cinética, energia química (dos alimentos) e calor.

1ª Lei da Termodinâmica: (Conservação da energia) A energia pode ser
transformada de um tipo em outro, mas não pode ser criada nem destruída.
Exemplos destas transformações: luz em calor, energia potencial em cinética.

2ª Lei da Termodinâmica: (Lei da Entropia) Nenhum processo que implique
numa transformação energética ocorrerá espontaneamente, a menos que
haja uma degradação de energia de uma forma concentrada numa forma
mais dispersa (ou desorganizada). Assim sendo, nenhuma transformação de
energia é 100% eficiente. A entropia é uma medida de energia não
disponível, que resulta das transformações energéticas. Sua variação é
sempre positiva em qualquer transformação
Energia nos organismos vivos

Os organismos vivos
possuem uma característica
termodinâmica essencial:
eles conseguem criar e
manter um alto grau de
ordem interna, ou uma
condição de baixa entropia,
que é obtido através de
processos biológicos
contínuos e eficientes de
dissipação energética.
O ambiente energético da biosfera

A luz solar que atinge o topo da biosfera iluminada terrestre
chega a uma taxa constante, a chamada constante solar (1.94
cal/cm2.min). Um máximo de 67% da constante solar (~ 1.34
cal/cm².min) pode atingir a superfície terrestre.

A radiação solar sofre consideráveis modificações qualitativas e
quantitativas ao atravessar a atmosfera terrestre. Tais
modificações são influenciadas por vários fatores dentre eles a
topografia, a latitude, o clima bem como composição gasosa da
atmosfera. A água e o gás carbônico absorvem ativamente a
radiação na faixa do infra-vermelho.
Ecossistema: histórico
Charles Elton (década de 1920): “as relações de alimentação
ligam os organismos numa entidade funcional única, a
comunidade biológica.”
A. G. Tansley (década de 1930): “visualizou as partes físicas e
biológicas da natureza juntas, unificadas pela dependência dos
animais e das plantas da sua vizinhança física e da sua
contribuição à manutenção do mundo físico. A isto denominou de
ecossistema.
Raymond Lindeman (1942): definiu níveis tróficos e visualizou
uma pirâmide de energia.
Ecossistema: definições
Eugene P. Odum (1953): retratou os ecossistemas como
diagramas de fluxo de energia.
Hoje em dia, uma definição de ecossistema muito usada em
Ecologia seria a seguinte: qualquer unidade que inclua a
totalidade dos organismos (comunidades) de uma área
determinada, que atuam em reciprocidade com o meio
físico de modo que uma corrente de energia conduza a uma
estrutura trófica, a uma diversidade biótica e a ciclos
biogeoquímicos (Odum, 1977).
Ecossistema: aspectos estruturais
substâncias inorgânicas (particuladas, dissolvidas)
 substâncias orgânicas (particuladas e dissolvidas)
 clima
 substrato físico (sólido, líquido e gasoso)
 componentes bióticos
 produtores
 consumidores
 predadores
 desintegradores
 regeneradores

Ecossistema: aspectos funcionais
fluxo de energia
 cadeias de alimentos
 diversidade (tempo e espaço)
 ciclos de nutrientes
 sucessão e evolução
 controle (cibernética)

Ecologia trófica






O estudo das interações tróficas é essencial para o
entendimento do que se passa dentro de um ecossistema. Este
tipo de estudo demonstra de modo inequívoco o grau de interrelações existente entre os organismos e aponta os principais
elementos na manutenção da estrutura do ecossistema.
Uma das formas mais tradicionais de se estudar a ecologia
trófica está na identificação das rotas alimentares dentro dos
ecossistemas.
a) cadeias alimentares;
b) teias tróficas;
c) pirâmides energéticas e
d) matrizes tróficas.
Ecologia de processos
Eficiências Energéticas: As proporções (ou razões) entre os
fluxos de energia em diversos pontos ao longo da cadeia de
alimentos, quando expressas em percentuais. Calcula-se com
as seguintes variáveis:
 E: excreção
 R: respiração
 B: biomassa
 A: assimilação
 I: ingestão

Ecologia de processos: fotossíntese
 Processo através do qual as
plantas verdes transformam
energia radiante, ou
eletromagnética em energia
química (Ferri, 1985).
 O processo visa basicamente a
fornecer energia (ATP) e poder
redutor (NADPH) para que a
planta possa sintetizar
carboidratos a partir do dióxido
de carbono (CO2).
Fotossíntese
São enormes as quantidades de energia que as plantas
"armazenam" através da fotossíntese.
Florestas tropicais, por exemplo, "armazenam" durante um ano,
cerca de 8 mil quilocalorias por metro quadrado de floresta, ou
seja 8 trilhões de quilocalorias por quilômetro quadrado (8.109
kcal/km2).
A capacidade de produção de energia de uma usina hidrelétrica
como, por exemplo, a de Barra Bonita, no Rio Tietê, é de cerca
de 140 MW (megawatt).
Uma quantidade equivalente a essa seria armazenada por 1 km2
de floresta absorvendo energia luminosa por duas horas e meia.
Serviços ecossistêmicos
1. Regulação gasosa
 2. Regulação climática
 3. Regulação de distúrbios
 4. Regulação de recursos
hídricos
 5. Disponibilização de recursos
hídricos
 6. Controle de erosão e retenção
de sedimentos
 7. Formação de solo
 8. Ciclagem de nutrientes

9. Controle de poluentes
 10. Polinização
 11. Controle biológico
 12. Refúgio
 13. Produção de alimentos
 14. Matéria-prima
 15. Recursos genéticos
 16. Recreação
 17. Cultural

Valor médio anual: $ 33 trilhões
Energia e desenvolvimento
Evolução do consumo humano de energia
per capita (em milhares de calorias)
50
10
7
66
32
6
100
12
91
24
24
150
200
63
14
1
4 4 4
3 2
2
Alimento
Casa e comércio
Indústria e agricultura
Transporte
Desenvolvimento Sustentável
 Desenvolvimento capaz de suprir as
necessidades da geração atual, sem
comprometer a capacidade de atender as
necessidades das futuras gerações.
 É o desenvolvimento que não esgota os
recursos para o futuro.
 Harmonia entre desenvolvimento econômico e a
conservação ambiental.
Como se alcança o
desenvolvimento sustentável?
 O desenvolvimento sustentável depende de
planejamento e do reconhecimento de que os
recursos naturais são finitos.
 Qualidade em vez de quantidade, com a
redução do uso de matérias-primas e produtos e
o aumento da reutilização e da reciclagem.
Qual o modelo de desenvolvimento
a ser adotado?
 O caminho a seguir não pode ser o mesmo
adotado pelos países industrializados.
 Ao invés de aumentar os níveis de consumo dos
países em desenvolvimento, é preciso reduzir os
níveis observados nos países industrializados.
 Desenvolvimento  crescimento econômico.
 Crescimento econômico depende do consumo
crescente de energia e recursos naturais.
Energia: consumo e fontes no Brasil
Energia: barragens e desenvolvimento
As grandes barragens geram 19% de toda a
eletricidade do mundo.
 As represas têm sido promovidas como um importante
meio de atender a necessidades percebidas de água e
energia e como investimentos estratégicos de longo
prazo capazes de oferecer múltiplos benefícios.
 Desenvolvimento regional, geração de empregos e
fomento para uma base industrial com potencial
exportador.

Distribuição de barragens no mundo
China
46%
Estados Unidos
14%
Índia
9%
Japão
6%
Espanha
3%
China
46%
Outros*
23%
Outros
16%
Canadá
2%
Coréia do Sul
2%
Turquia
1%
Brasil
1%
França
1%
Fonte:CMB, ICOLD e de outras fontes
Obs. No Brasil 92,5 % da energia é gerada por hidrelétricas .
Grandes barragens: impactos
Positivos
Irrigação.
 Geração de eletricidade.
 Controle de inundações.
 Fornecimento de água potável.

Negativos





Endividamento.
Estouro dos orçamentos.
Deslocamento e o
empobrecimento de populações *
Destruição de ecossistemas e
recursos pesqueiros.
Divisão desigual dos custos e dos
benefícios.
* 40 a 80 milhões de pessoas foram deslocadas pelas barragens nos últimos 50 anos.
Programas ambientais / APMs











1. Monitoramento climatológico
2. Monitoramento sismológico
3. Recursos minerais
4. Monitoramento do lençol freático
5. Monitoramento hidrológico
6. Monitoramento das condições de
erosão
7. Limnologia e qualidade da água
8. Ictiofauna
9. Utilização dos recursos florestais
10. Recuperação das áreas
degradadas
11 Conservação da flora










12. Manejo e conservação da fauna
13. Compensação por perdas
ambientais
14. Remanejamento da população
15. Ações de jusante
16. Controle de saúde e endemias
17. Preservação do patrimônio
arqueológico
18. Zoneamento ambiental
19. Comunicação Social
20. Sistema Geográfico de Informações
21. Gestão Ambiental
Fauna Resgatada
Dados de alguns resgates
Empreendimento
Área atingida
Mamíferos Répteis
Outros
Potência
MW
Itaipu (PR)
1350 km2
9126
19051
80246
12600
Tucuruí (PA)
2430 km2
103143
100822
80246
42040
Balbina (AM)
2360 km2
5161
4718
2808
250
Samuel (RO)
540 km2
3729
3504
8767
217
Resgate de Fauna - Ação

Imagens de Itaipu
"Estamos condenados à civilização. Ou
progredimos ou desaparecemos".
Euclides da Cunha