Aula01 novo modelo

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  • Justiça entre gerações: equidade geracional; Fazer o que é certo, da maneira certa, pelas razões certas;
  • Ninguém pode resolver ou implementar o desenvolvimento sustentável sozinho. É preciso implementar uma gestão cooperativa. Para tal a transparência é fundamental;
  • Practical and technical solutions Shift from industrial capitalism to natural capitalism VERY PRAGMATIC APPROACH Natural Capitalism is a new way of organising the economy so as to appropriately value ecosystems, the resources they provide business and the ecosystem services they provide all of us. The twofold objective is To protect the biosphere by valuing ecosystem services To improve productivity and competitiveness
  • Aula01 novo modelo

    1. 1. Universidade Federal de Santa CatarinaDepartamento de Engenharia mecânica e MateriaisPós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais Prof. Orestes Alarcon | Doutorando e Engenharia de Materiais Pós-graduação em Ciência Alexandre Gallioto
    2. 2. BIBLIOGRAFIARELATÓRIO BRUNTLAND – Nosso futuro comum - 1988•JARED DIAMOND, Colapso 2005; ARMAS, GERMES E AÇO•CAPRA, Fritjof. As Conexões Ocultas. Editora Cultrix, 2002.•HAWKEN, P.; LOVINS. Capitalismo Natural. São Paulo: Cultrix - Amana Key, 1999.•BROWN, Lester R. Eco-Economia: Salvador: UMA. 2003; PLANO B 4.0 2010.•TIBOR, Tom. ISO 1400. São Paulo: editora Futura, 1996•CALLENBACH, E., Gerenciamento Ecológico - EcoManagement Guia do Instituto Elmwood de Auditoria Ecológica e Negócios Sustentáveis. Cultrix - Amana•VALLE, Qualidade Ambiental: ISO 1400. São Paulo: editora SENAC São Paulo, 2002.•CHEHEBE, Análise de Ciclo de Vida de Produtos.Qualitymark Ed. 1998.•WEINER, Jonathan. Os Próximos Cem Anos, Campus, 1992. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    3. 3. BIBLIOGRAFIA•SARIEGO, .As Ameaças do Planeta Azul. São Paulo: Scipione ed. 1994.•SVIREZHEV, Yuri M. Towards a thermodynamic Theory for Ecological Systems. Amsterdam; Boston : Elsevier, 2004•JAMES LOVELOCK. Gaia - Cura para um Planete Doente 2006•HARNESSING MATERIASL FOR ENERGY – MRS Bulletin april 2008•JEREMY RYFTIN – TERCEIRA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL 2012, ENTROPIA, O FIM DO EMPREGO•DAVID HARVEY – YOU TUBE – CRISE DO CAPITALISMO – MILENIO ENTREVISTA•INSIDE JOB – A CRISE FINANCEIRA DO CAPITALISMO 2008•UMA VERDADE INCOVENIENTE – AL GORE 2006•MILTON SANTOS – YOUTUBE GLOBALIZAÇÃO RODA VIVA•GEO 5 – PERPECTIVAS DO MEIO AMBIENTE MUNDIAL PNUMA 2012 – RIO+20 Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    4. 4. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO DA DISCIPLINAMódulo 1 | Introdução - Sensibilização: Conceitos, Paradoxos e ParadigmasDefinições e conceitosTerceira Revolução IndustrialPlano BCapitalismo Natural: A Nova Revolução IndustrialOpções na economia de energia: geração, hypercars elétricos, edifícios sustententáveisMódulo 2 | Energia e Engenharia de MateriaisTecnologia do carvãoÒleo, gásEnergia do VentoEnergia SolarBioEnergiaEstocagem de energiaCélula a combustívelTransporte sob rodasEdificaçõesMódulo 3 | Sistema de Gestão Ambiental - SGAProdução + LimpaAnálise do Ciclo de VidaISO 14000 Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    5. 5. CONCEITOS BÁSICOS DEFINIÇÕES“before to discuss the problem, let us come to an agreementabout definitions”(N.Timofeev Resovsky) Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    6. 6. MATERIAIS & DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVELEngenharia de materiaisFundamentalmente trata das relações de transformações industriaisde recursos naturais , envolvendo matérias-primas, insumos eenergia, em bens de consumo manufaturados.Considerando o novo paradigma de desenvolvimento sustentável aengenharia de materiais deve se preocupar com a eficiência dosprocessos de transformacao e os impactos que essas transformaçõesindustriais causam na natureza.Fechar o ciclo dos materiais: principal estratégia Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    7. 7. No passado...300.000 ACNa idade da pedra o Homem já fazia os seus próprios artefatos emmaterial cerâmico.4.000 ACNa idade do cobre, com a descoberta do fogo, o Homem começoua fundir e moldar o cobre — iniciou-se o processamento dosmateriais metálicos3.000 ACNa idade do bronze, o Homem começou a misturar metais paraobter objectos mais moldáveis e com melhores propriedades —aprofundou-se o conhecimento no processamento dos materiaismetálicos1.500 ACNa idade do ferro, o Homem descobriu o ferro e iniciou-se umanova era com a descoberta da roda — processamento avançadodos materiais metálicos Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    8. 8. ...no passado recenteMarcos históricos para o desenvolvimento industrial Séc. XIX e XXSir Henry Bessemer, patenteou um processo simples de produzir aço em larga escala 1855a preço moderado.O Processo de Hall, possibilitou a extração eletroquímica do alumínio e a respectiva 1886comercialização em grande escala.O desenvolvimento do Nylon comercial, foi o ponto de partida para a indústria dos 1939plásticos.O desenvolvimento de ligas metálicas à base de alumínio, titânio e níquel, maisleves e resistentes a altas temperaturas, contribui para o progresso tecnológico 1950O desenvolvimento do primeiro transistor de silício eaumento da densidade de circuitos eletrônicos numa 1955mesma bolacha de silício (miniaturização).Desenvolvimento de cerâmicos supercondutores deelevada temperatura. 1980...Desenvolvimento de fibras ópticas e sua aplicaçãonas comunicações ópticas. Revolução nascomunicações e aparecimento da era digital. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    9. 9. ...na atualidadeOs Polímeros•Embalagens (41%)•Construção civil (19%)•Eletrodomésticos (18%)•Indústria elétrica/Eletrônica (8%)•Indústria automóvel (7%)•Agricultura (3%)•Diversos (4%) Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    10. 10. ...na atualidade Os metais, os cerâmicos e os compósitosOs Semicondutores Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    11. 11. ...na atualidade EcomateriaisBiomateriais Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    12. 12. ...na atualidade Desenvolvimento debiomaterial que substitui osso humano. Biomateriais Estudo de ligas metálicas com memória de forma aplicação em endodontia. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    13. 13. ...no futuroA eletrônica transparente e flexível Nanomateriais Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    14. 14. ...no futuroJanelas de transmitância regulável com material eletrocrómico auto alimentada por células solares semitransparentes. Ecomateriais Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    15. 15. MATERIAIS & DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL“Desenvolvimento sustentávelÉ aquele que atende as necessidades do presente semcomprometer a possibilidade de as gerações futuras atenderemsuas próprias necessidades”Relatório Bruntland “Nosso futuro Comum” 1987 Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    16. 16. CONCEITOS BÁSICOS• (Constituição Brasileira, 1988).Art. 225. Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder público e à coletividade o dever de defendê-lo e p preservá-lo para as presentes e futuras gerações Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    17. 17. ÍNDICE DE SUSTENTABILIDADE Conferência Mundial sobre o Meio Ambiente (Rio-92).Índice: SustentabilidadeAuxilia a transmitir um conjunto de É baseado na identificação de quando osinformações sobre complexos processos, recursos são consumidos mais rapidamenteeventos ou tendências. do que eles são produzidos ou renovados.Permite a avaliação de um sistema complexo (natural, antrópico,econômico, social, etc.) e que determina o nível ou a condição emque esse sistema deve ser mantido para que seja sustentável. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    18. 18. Conferência Mundial sobre o Meio Ambiente (Rio+20). Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    19. 19. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVELDesenvolvimento que atenda asnecessidades e aspirações do l cia Ecpresente sem comprometer a So oe ficcapacidade das gerações de Am i ên id afuturas atenderem as suas*. bi e l cia cia b il nta DS sa So l on sp Econômico Re Excelência Operacional* WCDE, 1987, “Nosso futuro comum” Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    20. 20. RESPONSABILIDADE COMPARTILHADA TRANSPARENCIA Governos e Organizações Intergovernamentais Organizações Privadas Sociedade CivilNinguém pode resolver ou implementar o desenvolvimento sustentável sozinho.É preciso implementar uma gestão cooperativa. Para tal a transparência é fundamental; Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    21. 21. ÍNDICES DE SUSTENTABILIDADE - CARACTERIZAÇÃOPegada Ecológica (EF – Ecological Footprint)• Mathis Wackernagel e William Rees (1996) Área total de terra ou de mar produtivo requerida para produzir todas as colheitas, carne, frutos do mar, madeira e fibra, que é utilizado para sustentar o consumo de energia de uma população e para dar o espaço para sua infra-estrutura.Pode ser calculado para um único individuo até para a população mundial. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    22. 22. Pegada Ecológica• O relatório da Cúpula Mundial de Desenvolvimento Sustentável, em Johannesburgo (2002) diz que a humanidade está usando 20 % a mais dos recursos naturais do que o planeta consegue repor. Isso significa um desperdício das reservas futuras o que poderá significar uma perda da qualidade de vida, embora não seja percebida como uma visão excessiva do conforto que hoje estamos auferindo.• De acordo com o relatório, o planeta dispõe de 11,4 bilhões de hectares para produzir grãos, peixes e crustáceos, carnes e derivados, água e energia que consome.• Assim, cada um dos 6 bilhões de habitantes do planeta usa uma área média de 2,3 hectares também denominada de “Pegada Ecológica” de cada um. Essa “Pegada Ecológica” é um valor médio. Pelo grau de desenvolvimento, existem grandes diferenças nessa “Pegada Ecológica” entre nações mais e menos desenvolvidas. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    23. 23. • Os dados mostram que na África a média é de 1,4 hectares/pessoa e na Europa é de aproximadamente 5,0 hectares/pessoa contra 9,6 hectares/pessoa dos americanos.• No Brasil, o valor está dentro da média mundial. O fato de maior peso na composição da “Pegada Ecológica” é a energia, sobretudo nos paises em desenvolvimento. Garo Batmanian, secretário-geral da WWF-Brasil afirma que o consumo de energia sozinho é responsável por mais da metade do impacto (FONTE D´AGUA, Florida Center for Environmental Studies, 2002).• Acrescenta ainda que será difícil reduzir a “Pegada Ecológica” se o uso da energia não se tornar mais eficiente. Para tanto, os países ricos precisariam fazer a transição para sistemas de energia mais eficientes. Ao mesmo tempo, geração e transferência de tecnologia são fundamentais para que os países menos desenvolvidos cresçam já usando sistemas de energia ecologicamente mais eficientes, sem aumentar o dano ambiental.• www.wwf.org.br Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    24. 24. MATERIAIS & DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVELProblemas a serem resolvidos:Enorme desperdício de um lado, muita carência de outro. EUA e AFRICA –A GLOBALIZACAO POSSIVEL!!!???; MILTON SANTOSBusca obsessiva de ganhos de curto prazo, realizando um verdadeiro saque contrao futuro das próximas gerações;Evolução tecnológica que aproxima seres virtuais e, ao mesmo tempo, isola o serhumano – revolução da informática!!!??? INTERNET Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    25. 25. MATERIAIS & DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL• Novos paradigmas:• Assegurar menos desperdícios e evolução do ambiente e ao mesmo tempo gerar + riqueza,valor e lucro;• Assegurar que a evolução do conhecimento seja aplicado para obter soluções ganha-ganha(para todos os segmentos da sociedade e para a natureza);• Criar novos empreendimentos + sistêmicos, construtivos e ecologicamente responsáveis e aomesmo tempo + competitivos do que as empresas tradicionais (+ fragmentadas e - produtivasdo ponto de vista sistêmico);• Criar uma economia que utilize cada vez - Materiais e Energia ao produzir produtos cada vez +eficazes e acessíveis);• Potencializar o valor dos produtos/serviços por unidade de recurso natural aplicado. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    26. 26. MATERIAIS & DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Colapso !!!??? Resgate histórico Por que razão algumas civilizações progrediram e outras entraram em colapso !!!?? Haverá alguma dinâmica para a ascensão e queda de civilizações? Declínio das civilizações antigas • Degradação do meio ambiente? • Mudança climática? • Conflitos sociais? • Invasores estrangeiros?Armas, germes e Aço, Jared DiamondColapso, Jared Diamond Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    27. 27. SUMÉRIOSBaixada central do Eufrates - região vazia, desolada,hoje fora das fronteiras de cultivo. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    28. 28. SUMÉRIOS“Um emaranhado de dunas, diques há muito em desuso e montes de cascalhos deantigos assentamentos revelando apenas um relevo baixo, sem destaques.A vegetação é escassa, em várias áreas, quase totalmente ausente... Entretanto, outrorafoi a base, o coração, a civilização urbana e culta mais antiga do mundo.” Robert McC.Adams - arqueólogo Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    29. 29. SUMÉRIOS | SISTEMA DE IRRIGAÇÃO• Baseados em conceitos modernos de engenharia;• Criaram agricultura altamente produtiva;• Geração de superávit de alimentos;• Sustentou formação das primeiras cidades;• Organização social complexa. Primeiras cidades primeira língua escrita (escrita cuneíforme) Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    30. 30. SUMÉRIOS | SISTEMA DE IRRIGAÇÃO FALHA AMBIENTALÁgua detrás das barragens era desviada para a terra - aumentando a produtividade daslavouras.Parte da água• utilizada para a agricultura• evaporava na atmosfera• infiltrava-se no solo• A infiltração elevou lentamente o lençol freático até a superfície• Poucos metros da superfície - culturas bem enraizadas• Poucos centímetros da superfície - evaporação - salFalha ambiental: não haver previsão para drenagem de água que infiltravaTroca trigo por cevada; produção continuou a cair;encolhimento do abastecimento - minou a base econômica. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    31. 31. MAIAS • Desenvolveram agricultura altamente sofisticada e produtiva; • Lotes elevados de terra cercados por canais que forneciam água. Problema de desmatamento / erosão levou a escassez de alimentos – conflitos civis por250 / 900 d.C. competição de alimentos Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    32. 32. ILHA DE PÁSCOAPor que raios os índios da Ilha de Páscoacortaram até a última árvore???O que pensou o responsável quandoestava cortando esta última árvore!!?? Exemplos de desaparecimento de civilizações porque seguiram caminho econômico ambientalmente insustentável Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    33. 33. ROMANOSOs romanos foram grandes devastadores da antiguidade.Apenas para manter aquecida a água das 900 casas debanho que Roma possuía no início da era cristã, uma frotaimperial de 60 navios coletava permanentemente madeira nonorte da África e no Oriente Médio. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    34. 34. ESTADOS UNIDOSExemplo mais recente de poderdevastador vem do meio-leste dosEUA. Entre 1789 e 1860, foramcortados cerca de 2 milhões dequilômetros quadrados de florestasnativas para a obtenção de madeirae criação de pastos. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    35. 35. EXEMPLOS POSITIVOS• Antiga Grécia: curtumes construídos com autorização especial. Fundições de prata com chaminés altas, para os gases tóxicos (SO2)• Antiga Roma: decreto segundo os matadouros, curtumes e fabricantes de azeite, permitidos em locais desabitados. Fornos de fabricantes de vidros levantados em áreas restritas das cidades, devido aos HF liberados;• Zwickau, Saxônia: emprego de carvão de pedra nas forjas foi proibido na área urbana, em 1348; Goslar, proibição da calcinação de minérios na vizinhanças da cidade, em 1407, devido a poluição das fundições serem insuportáveis. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    36. 36. CONCLUÍMOS…Comprometimento do ambiente já existe há algum tempo, embora fosserestrito a algumas áreas, porém com o aumento dos resíduos provenientes daindustrialização, mostram que a contaminação ambiental se converteu numproblema bem mais amplo, de caráter internacional ou até mesmo planetário. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    37. 37. FOCO PARA SOLUÇÃO DO PROBLEMA FECHAR O CICLO DE MATERIAISrecurso x produto x resíduo Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    38. 38. Renovar os materiais não renováveis: a nova tarefa da indústria Fechar o ciclo dos materiais Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    39. 39. AS SETE FRENTES DE MUDANÇA PARA A INDÚSTRIA• Zero resíduos• Emissões não contaminantes• Energia renovável• Fechamento dos ciclos materiais• Transporte eficiente• Comprometimento ambiental de todas as partes• Redesenho do comércio Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    40. 40. MODELO ECONOMICODEFINIÇÃO CAPITALISMOO capitalismo é definido como um sistema econômico baseado napropriedade privada dos meios de produção e propriedade intelectual, naobtenção de lucro através do risco do investimento, nas decisões quantoao investimento de capital feitas pela iniciativa privada, e com aprodução, distribuição e preços dos bens, serviços e recursos-humanosafetados pelas forças da oferta e da procura. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    41. 41. TIPOS DE CAPITAL•Capital Humano: na forma de trabalho e inteligência, cultura e organização;Capital Financeiro: consiste em dinheiro, investimentos e instrumentos monetários;•• Capital manufaturado: são os bens – infra-estrutura, máquinas, ferramentas efábricas;Capital Natural: são os recursos, sistemas vivos e os serviços do ecossistema.• Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    42. 42. PIRÂMIDE DOSISTEMA CAPITALISTA Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    43. 43. CAPITALISMO CONVENCIONAL ANTIGO MODELO MENTAL•O progresso econômico tem melhores condições de ocorrer emsistemas de produção e distribuição de mercado livre em que oslucros reinvestidos tornam o capital e o trabalho cada vez maisprodutivos;•Obtém-se vantagens competitivas quando fabricas maiores e maiseficientes produzem mais produtos para venda em um mercado emexpansão; Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    44. 44. CAPITALISMO CONVENCIONAL ANTIGO MODELO MENTAL•O crescimento do PIB maximiza o bem-estar humano;•Todo advento de escassez de recursos estimula odesenvolvimento de substitutos;•As preocupações com o meio ambiente são importantes, masdevem equilibrar-se com as exigências do crescimento econômicose quiser manter um alto nível de vida;•As empresas e as forças de mercado livres alocarão pessoas erecursos para o seu uso superior e melhor. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    45. 45. CAPITALISMO NATURAL NOVO MODELO MENTAL•O meio ambiente é um invólucro que contém, abastece e sustenta oconjunto da economia;•Os fatores limitadores do desenvolvimento futuro são a disponibilidade efuncionalidade do capital natural, em particular dos serviços desustentação da vida que não têm substitutos e, atualmente, carecem devalor de mercado; Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    46. 46. CAPITALISMO NATURAL NOVO MODELO MENTAL•Os sistemas de negócio e de crescimento populacional mal concebidosou mal projetados, assim como os padrões dissipadores de consumo, sãoas causas primárias de perda de capital natural, sendo que negócio,crescimento populacional e consumo devem alcançar uma economiasustentável;•O progresso econômico futuro tem melhores condições de ocorrer nossistemas de produção e distribuição democráticos baseados no mercado,nos quais todas as formas de capital sejam plenamente valorizadas; Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    47. 47. CAPITALISMO NATURAL NOVO MODELO MENTAL•O bem-estar humano é + favorecido pela melhoria da qualidade e dofluxo da prestação de serviços do que pelo aumento do PIB;•Uma das chaves do emprego mais eficaz de pessoas, do dinheiro e domeio ambiente é ocrescimento radical da produtividade dos recursos;•Uma das chaves do emprego mais eficaz de pessoas, do dinheiro e domeio ambiente é o crescimento radical da produtividade dos recursos; Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    48. 48. CAPITALISMO NATURAL NOVO MODELO MENTAL•A sustentabilidade econômica e ambiental depende da superação dasdesigualdades globais de renda e de bem-estar material;•A longo prazo, o melhor ambiente para o comércio é oferecido pelossistemas de governos verdadeiramente democráticos, que se apóiem nasnecessidades das pessoas, não das empresas. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    49. 49. CONCEITOS – NOVOS PARADIGMAS“os problemas não podem ser resolvidos nos limites da mentalidadede quem os criou”Albert Einstein“não se deixem dissuadir por pessoas que não sabem o que não épossível. Façam o que precisa ser feito e verifiquem se era possívelapenas depois que tiverem terminado ”Paul Hawken empreendedor coorporativo e ambientalistadiscursando aos graduandos da Universidade de Portland em 2009.“o socialismo falhou por não deixar o mercado dizer a verdadeeconômica dos preços....o capitalismo pode entrar em colapso pornão deixar o mercado dizer a verdade ecológica”Oyester Dahle ex-vice presidente da Exxon para Noruega e Mar doNorte. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    50. 50. CONCEITOS – NOVOS PARADIGMASPLANO B – REESTRUTURAÇÃO DA ECONOMIA MUNDIAL.Lester Brown4.Estabilização do Clima: energia; transporte; ciclo dos materiais6.Estabilização da População: políticas públicas8.Erradicação da Pobreza: políticas públicas, produção de alimentos10.Restabelecimento das bases naturais sustentáveis para aeconomia: capitalismo natural Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    51. 51. GERAÇÃO ENERGIA RENOVÁVEL GW ELÉTRICO 2008 2020 PBMUNDOEólica 121 3000Energia Solar telhado 13 1400Usinas de eletricidade solar 2 100Termoelétricas solares 0 200Geotérmicas 10 200Biomassa 52 200Hidroelétricas 945 1350TOTAL ELÉTRICO 1143 6450GERAÇÃO GW TÉRMICOAquecedores solares água 120 1100Geotérmicos 100 500Biomassa 250 350TOTAL TÉRMICO 470 1950 Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    52. 52. COMBUSTÍVEIS FOSSEIS E NUCLEAR GW ELÉTRICO USA 2008 2020 PBCarvão 337 0Petróleo 62 0Gás natural 459 140Nuclear 106 106TOTAL FOSSIL + NUCLEAR 965 246ENERGIA RENOVÁVELEólica 25 710Solar elétrico telhado 1 190Usina solar 0 30Termoelétrica solar 0 120Geotérmica 3 70Biomassa 11 40Hidroelétrica 78 100TOTAL RENOVÁVEL 119 1260 Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    53. 53. CAPITALISMO NATURALSem capital natural não há vida e desta maneira não háatividade econômica•Água e Ciclos de Nutrientes•Estabilidade Atmosférica e Ecológica•Polinização e Biodiversidade•Produtividade Biológica•Assimilação e Desintoxicarão dos Resíduosda Sociedade Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    54. 54. Biosfera II BIOFERA ARTIFICIAL$200.000.000 e… …sem ar Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    55. 55. CAPITALISMO NATURAL É…● Não é um manual de “como fazer”;● Mas, é um portal de oportunidades: não somente focado com a proteçãoda biosfera, mas também para melhorar o lucro e a competitividade.● Uma maneira de ver a nossa sociedade e a sua relação com o meio ambiente● Baseado na premissa: O que é bom para a natureza é bom para nós Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    56. 56. PRIMEIRA REVOLUÇÃO INDUSTRIALMão de obra superexplorada e relativamenteescassa e o capital natural abundante einexplorados ......aumento da produtividade dotrabalho.Resultado: produtividade aumenta em 100X Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    57. 57. AINDA PRODUZIMOS COMO NA PRIMEIRAREVOLUÇÃO INDUSTRIAL Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    58. 58. INTRODUÇÃO Globalização Catástrofe Desenvolviment s 90 - >> “Meio ambiente visto como o 70 - 80 “Proteção ambiental visto diferencial competitivo e fator estratégico” 50 - 60 como obrigação legal, atender padrões e representa custos” “Poluição inerente ao processo produtivo e ao desenvolvimento econômico” Capacidade Capacidade + Processos + +Capacidade instalada Processos (escala) Capital Humano (tecnologia) (qualificação) Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    59. 59. PRÓXIMA REVOLUÇÃO INDUSTRIALPessoas são abundantes enatureza está escassa ........aumento da produtividadedos recursos. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    60. 60. CRESCIMENTO POPULACIONAL MUNDIAL Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    61. 61. CRESCIMENTO POPULACIONAL MUNDIAL Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    62. 62. CRESCIMENTO POPULACIONAL MUNDIALA partir de 1950 acrescentamosmais pessoas a populaçãomundial do que os 4 milhões deanos precedentes.O crescimento mundial durante oano 2000 ultrapassou ocrescimento de todo o séculoXIX. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    63. 63. BRASILPós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    64. 64. ALIMENTO......O ELO FRACO 80 milhões de bocas/ano 3 bilhões de pessoas entrantes na cadeia de consumo proteína animal!!!!!PROBLEMASErosão dos solosEsvaziamento de aquíferos.....tecnologia de bombeamento para irrigaçãoOndas de calor afetando as plantações...mudança climáticaElevação do nível dos oceanosDerretimento das geleiras das montanhas...responsáveis pela irrigaçãodurante a seca.........................outros fatores econômicosPerda de área cultivável de alimentos para produção de BioEnergiaTransferência de água de irrigação para as cidadesEsperada redução de suprimento de petróleo...~1bilhão de automóveis(competição entre carros e pessoas por área cultivada) Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    65. 65. ALIMENTO......O ELO FRACONova política de escassez de alimento..... Países exportadoreslimitando ou proibindo exportação de alimentos. Rússia, Argentina,Vietnan, Filipinas.....Nova estratégia para segurança alimentar...aquisição de grandesquantidades de terra em outros países. Líbia, Arábia Saudita, China,Correia, Kuwait, ...países ricos exportadores de petróleo, India,Empresa chinesa ZTE International: adquiriu 2,8 milhões de hectaresno Congo para produzir óleo de palma; 2 milhões de hectares naZâmbia para produzir pinhão manso..........ver, Vendendo nosso futuro PLANO B Lester Brown Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    66. 66. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    67. 67. OS LIMITES PARA OS LUCROS FUTUROS SÃO……os peixes… …não os barcos Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    68. 68. PRÓXIMA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL 4X, 10X, até, 100Xmais proveito… …para cada unidade dos recursos. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    69. 69. PRINCÍPIOS BÁSICOS DO CAPITALISMO NATURALP1: Produtividade Radical dos RecursosP2: BiomemitismoP3: Economia de serviços e fluxosP4: Investimento em capital natural Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    70. 70. P1: Aumento radical da produtividade dos recursos Fazer mais, melhor, com menos, por mais tempo!!!!! Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    71. 71. O QUE É EFICIÊNCIA RADICAL DOS RECURSOS? Aumentar a eficiência de bombeamento de uma planta industrial diminuindo a potência de 95 para 7 hp (pg 108)Atingir uma redução de 29% em consumode eletricidade (para a mesma produção),uma queda de 45% no uso de água e umdecréscimo de 29% na emissão de gases. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    72. 72. ANTIGA MENTALIDADE DE PROJETOOtimize cada parte separadamente(o que diminui a eficiência o sistema) Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    73. 73. NOVA MENTALIDADE DO DESIGNUm exemplo: Reprojetando a sistema de bombeamentopadrão (supostamente otimizado) redução de potência de95 para 7 hp (–92%), menor custo de capital e construção emelhor desempenho do motor. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    74. 74. SEM NOVAS TECNOLOGIAS, SOMENTE DUAS MUDANÇAS DE PROJETO • Tubos grandes, bombas pequenas (não o contrário) • Lay out dos tubos primeiro, então o equipamento (não o inverso)Otimize o sistema TODO, para múltiplos benefícios Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    75. 75. Minimizar atrito nos tubos opcional vs. 99% 1% 99% 1%Layout “randomizado” dos tubos Layout hidráulico dos tubos Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    76. 76. VELHA MENTALIDADE DE PROJETONatural Capitalism: Radically Increase Resource Productivity Rocky Mountain Institute (RMI) Research & Consulting • www.rmi.org Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    77. 77. NEW DESIGN MENTALITYNatural Capitalism: Radically Increase Resource Productivity Rocky Mountain Institute (RMI) Research & Consulting •www.rmi.org Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    78. 78. ROCKY MOUNTAIN INSTITUTE CASA E ESCRITÓRIO EXPERIMENTALCrescimento de bananas sem estufa a –40ºF pg. 96 Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    79. 79. COMPUTANDO PERDAS… OU ECONOMIAS - AVANÇAR PENSANDO PARA TRÁSSistema típico de bombeamento artificial Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    80. 80. P2: BiomimetismoCiclos fechados contínuos, sem desperdícios, eliminação da toxicidade Natureza como modelo, medida e mentora Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    81. 81. NATUREZA COMO MENTORAteia de aranha Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    82. 82. TRÊS NÍVEIS DE BIOMEMITISMOProcesso / Como é fabricado?Projeto / como funcionaSistema / como se ajusta Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    83. 83. DESIGN TEX TMDe 8.000 testados,somente 38 produtos químicos usadosPoltronasaparas de tecido:lixo tóxico e perigoso67 Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    84. 84. DESIGN TEX TMTecido natural tratado com os processos químicosseguros (encontrados) sendo melhores maisduráveis e a um custo menor. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    85. 85. TRÊS NÍVEIS DE BIOMEMITISMOProjeto | Como funciona? Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    86. 86. PROJETO: COMO FUNCIONA?Como a natureza “fica fria”?Cupinzeiros (Termite mounds) •Baixa energia •Uso intensivo dos materiais •Condicionamento de ar passivo África, Austrália e Amazônia Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    87. 87. EASTGATEHarare, Zimbabwe Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    88. 88. EASTGATEPós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    89. 89. EASTGATEO esfriamento passivo trabalha fornecendo calor durante o dia e soltando-o à noitecom o abaixamento da temperatura.• Partida de dia: o edifício é fresco.• Durante o dia: as máquinas e as pessoas geram o calor, e o sol brilha. O calor éabsorvido pelo tecido do edifício, que tem uma alta capacidade de armazenar calor,de modo que a temperatura interna aumente mas não muito.• Durante a tarde: a temperatura externa abaixa. O ar interno quente é extraído porchaminés, assistidas por leques mas o fluxo de ar aumenta naturalmente porque émenos denso. O ar frio mais denso flui para dentro do edifício por meio de cavidadesdispostas no piso dos andares.• Durante a noite: este processo continua, o ar frio que flui para dentro do edifíciopelas cavidades situadas em cada andar esfria o tecido do edifício até que o mesmotenha conseguido a temperatura ideal para começar no dia seguinte.Passivamente esfriado, Eastgate usa só 10 % da energia necessária para um edifíciosemelhante convencionalmente esfriado. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    90. 90. EASTGATEPós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    91. 91. EASTGATEPós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    92. 92. EASTGATEPós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    93. 93. TRÊS NÍVEIS DE BIOMEMITISMOSistema: Como se ajusta? Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    94. 94. ECOSISTEMA INDUSTRIAL EM KALUNDBORG DINAMARCA Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    95. 95. KALUNDBORG, DENMARK Statoil Refinery Gyproc Asnaes Power Plant City of Kalundborg NovoNatural Capitalism: Biomimicry Nordisk Rocky Mountain Institute (RMI) Research & Consulting • www.rmi.org Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    96. 96. KALUNDBORG, DENMARK Statoil Refinery Fuel Gas Gyproc Asnaes Power Plant City of Kalundborg NovoNatural Capitalism: Biomimicry Nordisk Rocky Mountain Institute (RMI) Research & Consulting • www.rmi.org Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    97. 97. KALUNDBORG, DENMARK Statoil Refinery Fuel Gas Gyproc Steam Waste heat Asnaes Power Plant City of Kalundborg Steam NovoNatural Capitalism: Biomimicry Nordisk Rocky Mountain Institute (RMI) Research & Consulting • www.rmi.org Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    98. 98. Statoil Refinery Fuel Gas Gyproc Waste heat Asnaes Power Plant City of Kalundborg Wa ste Lake Tisso (sa he lt w at Fly ash ate r) Novo NordiskNatural Capitalism: Biomimicry Fish farms Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    99. 99. Statoil Fuel Gas Refinery Gyproc Waste heat Asnaes Power Plant City of Wa Kalundborg steLake Tisso he a t Fly ash Sludge for Roads Fertilizer Novo Nordisk Farms Fish farms Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    100. 100. Fuel Gas Sulphur Statoil Gypsum RefineryKemira Acid Plant Gyproc er ubb Scr dge slu Waste heat Asnaes Power Plant City of Wa Kalundborg ste Lake Tisso he a t Fly ash Roads Yeast for pigs Novo Nordisk Farms Fish farms Fish waste Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    101. 101. KALUNDBORG, DENMARKO distrito de Kalundborg tem recursos de água muito limitados, e as grandes empresas industriaistêm um consumo muito elevado. As companhias participantes no projecto, reutilizam a maiorquantidade de água possível. Por exemplo, a fábrica de Asnaes só utilizava água de rede normal,para a sua produção de energia e agora a água utilizada provém totalmente do lago de Tissø,conjuntamente com água de refrigeração e resíduos da refinaria Statoil. A Asnaes também começoua reutilizar os seus próprios resíduos líquidos.A fábrica de Asnaes, transfere os picos excedentes de energia para a rede municipal deaquecimento central, evitando a poluição que fariam os 3.500 sistemas de aquecimento individuais.São bombeadas 400.000 toneladas de vapor para a Statoil e Novo Nordisk. A Asnaes instaloutambém uma piscicultura, onde a água é aquecida com os excedentes de energia.A Asnaes produz também 170.000 toneladas de cinza por ano, reutilizadas para fabricar cimento eoutros pavimentos. O Gypsum é um producto residual da desulfurização das emissões, e Gyprocutiliza 80.000 toneladas ano para fabricar placas de gesso.O gás excedente da refinação do petróleo, que antes era queimado pela refinaria envia-se a Asnaese Gyproc, reduzindo o consumo de carvão na fábrica de energia em 2% (30.000 toneladas / ano).Com este gás a Gyproc poupa 90-95%, no consumo do petróleo. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    102. 102. KALUNDBORG, DENMARKNa fábrica da Novo Nordisk produzem-se enzimas industriais utilizando microorganismosmodificados por engenharia genética. Os resíduos da fermentação são muito ricos em nutrientes,incluindo fósforo e nitrogénio. Depois de um tratamento à base de cal e calor, a biomassa converte-se em fertilizante que é distribuído aos agricultores locais, num total de 1.5 milhões de metroscúbicos.A levedura de padeiro (Sacharomyces cerevisiae), usada para a produção de insulina converte-seem alimento para o gado porcino.A Novo Nordisk facilita actualmente estes productos gratuitamente e o resto dos resíduos deKalundborg vendem-se. Os acordos negociaram-se bilateralmente e focando o benefício mútuo. Oprojecto de simbiose indústrial começou em 1972 e em 1994 estavam em vigor 16 contratos, comum lucro de 9.000 milhões de escudos, e com uma poupança anual em gastos estimada em 1.400milhões de escudos. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    103. 103. ECOSISTEMA INDUSTRIAL EM KALUNDBORG DINAMARCA Indústria painéis de gesso resíduo Construção de rodovias Criação de levedura de porcos padeiro vapo r Refinaria Indústria farmacêutica Produção elétrica vapo Resíduoenxofre r fermentação cinza s Cidade de Kalundborg Piscicultura lama Produçãoácido sulfúrico Fábrica de cimento Fazendas locais Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    104. 104. KALUNDBORG, DENMARKEconomias Anual:•$12–15 M USD•30.000 tons de carvão•19.000 tons óleo•600.000 metros cúbicos de água Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    105. 105. P3: Mudança para uma economia de soluções De produtos para serviços O que os clientes querem? Quais são as suas necessidades? “Menos material… mais serviço” Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    106. 106. SOMBRA E ÁGUA FRESCAPós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    107. 107. DUCHA QUENTE E CERVEJA GELADA Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    108. 108. XEROX Capitalizou programas de leasing existentes para formar uma infraestrutura de “retorno” & um negócio de “serviço de documentos”“Tudo que a Xerox entrega aos seus clientes é projetado para serretornável - quer seja uma máquina, um cartucho, uma peçasobressalente ou embalagem. Todos esses itens, uma vez devolvidos,são processados para reuso ou reciclagem. A única coisa que nosqueremos deixar para nossos clientes é O DOCUMENTO, Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    109. 109. OUTROS EXEMPLOS• Chauffagistes na França e Götenborg Energi, da Suécia – serviço de calor;• Carrier, dos EUA – serviço de refrigeração / conforto;• Dow Chemical Company – serviço de dissolução / aluguel de solventes orgânicos;• Cookson, da Inglaterra – aluguel de serviço de isolamento do revestimento refratáriodas fornalhas siderúrgicas;• Ciba, divisão de pigmentos – serviço de cor. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    110. 110. P4: Reinvestimento em capital natural e humanoProteger, fortalecer, reparar e deixar a natureza se renovar Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    111. 111. C id a d e d e N o va Yo rk p re c is a a u me n t a r s e us is t e ma d e á g u a p o t á ve l Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    112. 112. N o va p la n t a d e filt ra ç ã o d e á g u a @$ 4 – 6 b ilh õ e s + $ 3 0 0 – 5 0 0 milh õ e s/a n op a ra ma n u t e n ç ã o Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    113. 113. Em vez disso … NYC investiu na integridade da bacia hidrográfica - Adquiriu terras para reserva - Ajudou fazendeiros a reduzir descargas - Aumentou as plantas de tratamento de esgoto …Custo = $1.7 bilhões Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    114. 114. O QUE NÓS IMPEDE?•Pressões financeiras a curto prazo•Práticas de crédito•Práticas de compra•Práticas de projeto e engenharia•Sistemas de medição•Programas de reconhecimento e recompensa Nós podemos criar um novo futuro, uma nova visão Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    115. 115. LIDERANÇA DO SETOR PRIVADOAtualmente, mais da metade das 100 maiores entidadeseconômicas do mundo não são nações-estados (países)mas corporações.A comunidade dos negócios pode ser a única instituiçãoque tem os recursos, habilidade e motivação para resolveresses problemas. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    116. 116. QUETÕES A RESPONDERA questão não é se sabemos o queprecisa ser feito ou se temos atecnologia para fazê-lo. A questão ése nossas instituições sociais serãocapazes de realizar a mudança notempo disponível. Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    117. 117. A história humana se transforma, mais e mais, numa corrida entre educação e catástrofe.H.G.WellsThe Outline of History Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
    118. 118. “Seja lá o que você faça ou osonho que você tenha, comece.Arrojo tem genialidade, força emágica. Comece já!!!!!!! www.rmi.org Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

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