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Energia no Ecossistema Energia: definições básicas Energia: É a capacidade de realizar trabalho. Esta capacidade pode-se manifestar sob várias formas:

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2 Energia no Ecossistema

3 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

4 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.

5 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/cm 2.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.

6 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.

7 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).

8 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

9 Ecossistema: aspectos funcionais fluxo de energia cadeias de alimentos diversidade (tempo e espaço) ciclos de nutrientes sucessão e evolução controle (cibernética)

10 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 inter- relações 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.

11 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

12 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 (CO 2 ).

13 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 ( kcal/km 2 ). 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 km 2 de floresta absorvendo energia luminosa por duas horas e meia.

14 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

15 Energia e desenvolvimento Alimento Casa e comércio Indústria e agricultura Transporte Evolução do consumo humano de energia per capita (em milhares de calorias )

16 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.

17 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.

18 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.

19 Energia: consumo e fontes no Brasil

20 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.

21 Distribuição de barragens no mundo China46% Estados Unidos14% Índia9% Japão6% Espanha3% China46% Outros* 23% Outros16% Canadá2% Coréia do Sul2% Turquia1% Brasil1% França1% Fonte:CMB, ICOLD e de outras fontes Obs. No Brasil 92,5 % da energia é gerada por hidrelétricas.

22 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.

23 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

24 Fauna Resgatada

25 Dados de alguns resgates EmpreendimentoÁrea atingidaMamíferosRépteisOutrosPotência MW Itaipu (PR)1350 km Tucuruí (PA)2430 km Balbina (AM)2360 km Samuel (RO)540 km

26 Resgate de Fauna - Ação Imagens de Itaipu

27 " Estamos condenados à civilização. Ou progredimos ou desaparecemos". Euclides da Cunha


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