O metabolismo urbano (MU) é um modelo que facilita a descrição e a análise dos fluxos de materiais e energia dentro das cidades, como os realizados em uma análise de fluxo de materiais em uma cidade. Ela fornece aos pesquisadores uma estrutura metafórica para estudar as interações dos sistemas naturais e humanos em regiões específicas. Desde o início, os pesquisadores têm ajustado e alterado os parâmetros do modelo de metabolismo urbano. C. Kennedy e outros pesquisadores produziram uma definição clara no artigo de 2007 , "The Changing Metabolism of Cities", afirmando que o metabolismo urbano é "a soma total dos processos técnicos e socioeconômicos que ocorrem nas cidades, resultando em crescimento, produção de energia e eliminação de resíduos". Com a crescente preocupação sobre as mudanças climáticas e a degradação atmosférica, o uso do modelo de metabolismo urbano tornou-se um elemento fundamental para determinar e manter os níveis de sustentabilidade e saúde nas cidades ao redor do mundo. O metabolismo urbano oferece uma visão unificada ou holística que engloba todas as atividades de uma cidade em um único modelo.
História Com raízes profundas na sociologia, Karl Marx e seu colega pesquisador Friedrich Engels podem ter sido os primeiros a levantar preocupações sobre questões que hoje chamaríamos de metabolismo urbano. Marx e Engels concentraram-se na organização social da colheita dos materiais da Terra, "analisando as relações internas dinâmicas entre os humanos e a natureza". Marx usou a metáfora do metabolismo para se referir às interações metabólicas reais que ocorrem por meio do esforço físico dos humanos para cultivar a Terra para sustento e abrigo. Resumindo, Marx e Engels descobriram que, quando os seres humanos exerciam esse tipo de trabalho físico, acabavam por alterar também os processos biofísicos. O reconhecimento da alteração da paisagem biofísica é o primeiro passo para a criação do metabolismo urbano dentro da geografia social . Eles também usaram o metabolismo para descrever a troca de matéria e energia entre a natureza e a sociedade como uma crítica à industrialização (1883), que criou um conjunto interdependente de necessidades sociais colocadas em jogo através da organização concreta do trabalho humano. Marx defendia que o metabolismo urbano se torna uma força em si mesmo (como o capitalismo) e controlará a sociedade a menos que a sociedade seja capaz de controlá-lo.
Mais tarde, em reação contra a industrialização e o uso do carvão, Sir Patrick Geddes, um biólogo escocês, realizou uma crítica ecológica da urbanização em 1885, tornando-se o primeiro cientista a tentar uma descrição empírica do metabolismo social em escala macroeconômica. Por meio de seu estudo experimental da urbanização, ele estabeleceu um orçamento físico para o fluxo de energia e materiais urbanos por meio de uma tabela de entrada e saída.
"A tabela de Geddes consistia nas fontes de energia e materiais transformados em produtos em três estágios: (1) extração de combustíveis e matérias-primas; (2) fabricação e transporte; e (3) troca. A tabela também incluía produtos intermediários usados para fabricação ou transporte dos produtos finais; cálculo das perdas de energia entre cada um dos três estágios; e o produto final resultante; que muitas vezes era surpreendentemente pequeno, em termos materiais, comparado com seus insumos materiais totais."
Foi somente em 1965 que Abel Wolman desenvolveu e utilizou plenamente o termo metabolismo urbano em sua obra "O Metabolismo das Cidades", que ele desenvolveu em resposta à deterioração da qualidade do ar e da água nas cidades americanas. Neste estudo, Wolman desenvolveu um modelo que lhe permitiu determinar as taxas de entrada e saída de uma hipotética cidade americana com uma população de 1 milhão de pessoas. O modelo permite o monitoramento e a documentação dos recursos naturais utilizados (principalmente água) e a consequente criação e saída de resíduos. O estudo de Wolman destacou o fato de que existem limitações físicas para os recursos naturais que utilizamos diariamente e que, com o uso frequente, o acúmulo de resíduos pode e irá criar problemas. Também ajudou a direcionar os pesquisadores e profissionais da época para concentrarem sua atenção nos impactos sistêmicos do consumo de bens e da produção sequencial de resíduos no ambiente urbano.
Partindo do trabalho pioneiro de Wolman na década de 60, o ambientalista Herbert Girardet (1996) começou a observar e documentar suas descobertas sobre a conexão entre o metabolismo urbano e as cidades sustentáveis. Girardet lançou as bases para a abordagem da ecologia industrial ao metabolismo urbano, na qual este é visto como a "conversão da natureza em sociedade". Além de ser um grande defensor e popularizador do metabolismo urbano, Girardet cunhou e traçou significativamente a diferença entre um metabolismo 'circular' e um metabolismo 'linear'. Em um ciclo circular, praticamente não há desperdício e quase tudo é reutilizado. Girardet caracteriza isso como um processo do mundo natural. Por outro lado, um metabolismo 'linear', caracterizado como um processo do mundo urbano, tem uma entrada clara de recursos e uma saída de resíduos. Girardet enfatiza que o uso acelerado de metabolismos lineares em ambientes urbanos está criando uma crise global iminente à medida que as cidades crescem.
Mais recentemente, o quadro de referência do metabolismo tem sido usado no relato de informações ambientais na Austrália, onde pesquisadores como Newman começaram a vincular medidas metabólicas urbanas e foi sugerido que ele pode ser usado para definir a sustentabilidade de uma cidade dentro da capacidade dos ecossistemas que podem sustentá-la. Esta pesquisa permaneceu principalmente em um nível descritivo e não abordou as forças políticas ou sociais da forma urbana e os estágios de fluxo. A partir desta pesquisa, um tema forte na literatura atual sobre sustentabilidade urbana é a necessidade de ver o sistema urbano como um todo se quisermos melhor compreender e resolver os problemas complexos.
Duas principais linhas de abordagem O método energético miniaturadaimagem Desenvolvido na década de 1970 por Howard T. Odum, um ecologista de sistemas, queria enfatizar a dependência da fonte de quase toda a energia do planeta: o sol. Odum acreditava que as pesquisas e o desenvolvimento anteriores sobre o metabolismo urbano eram deficientes e não levavam em conta as diferenças qualitativas dos fluxos de massa ou energia . O estudo de Odum levou isso em consideração e ele cunhou o termo " emergia " para rastrear e contabilizar os fluxos metabólicos, medindo a energia solar usada direta ou indiretamente para fabricar um produto ou prestar um serviço. Este método também enfatiza o uso de uma unidade de medida padrão para calcular o movimento de energia, nutrientes e resíduos no sistema biofísico; a unidade escolhida foi "joules equivalentes solares" (JES). À primeira vista, a noção de usar unidades padrão parece uma ideia benéfica para calcular e comparar números; na realidade, a capacidade de converter todos os processos urbanos em joules de energia solar provou ser uma tarefa difícil e difícil de entender.
Análise de fluxo de materiais miniaturadaimagemA abordagem MU foi aplicada diversas vezes para avaliar e descrever fluxos urbanos e impactos relacionados a eles, usando diferentes ferramentas como a Análise de Fluxo de Materiais (AFM). O AFM, pesquisado por Baccini e Brunner na década de 1990, "mede os materiais que entram em um sistema, os estoques e fluxos dentro dele e as saídas resultantes do sistema para outros sistemas na forma de poluição, resíduos ou exportações." Assim como o modelo de caso de Wolman para uma hipotética cidade americana, este método é baseado no conceito de que a massa dos recursos utilizados será igual à massa "mais" as mudanças de estoque. A técnica AFM tornou-se a escola dominante do metabolismo urbano porque utiliza unidades mais práticas que o público, os trabalhadores, os funcionários do governo e os investigadores podem compreender.
Aplicações Existem quatro principais usos do metabolismo urbano que são utilizados hoje por planejadores e projetistas urbanos: relatórios de sustentabilidade, contabilização de gases de efeito estufa urbanos, modelagem matemática para análise de políticas e projeto urbano .
Indicadores de sustentabilidade miniaturadaimagem Com a questão da sustentabilidade no centro de muitos problemas ambientais da atualidade, um dos principais usos do Metabolismo Urbano na era moderna é monitorar e registrar os níveis de sustentabilidade em cidades e regiões ao redor do mundo. O metabolismo urbano coleta informações importantes e muito úteis sobre eficiência energética, reciclagem de materiais, gestão de resíduos e infraestrutura em ambientes urbanos. O modelo de metabolismo urbano regista e analisa condições e tendências ambientais que são facilmente compreendidas pelos decisores políticos e, consequentemente, comparáveis ao longo do tempo tornando mais fácil encontrar padrões prejudiciais e desenvolver um plano de ação para melhorar o nível de sustentabilidade.
Contabilização de gases de efeito estufa miniaturadaimagem Em consonância com a noção de sustentabilidade, o metabolismo urbano também é uma ferramenta útil para monitorar as emissões de gases de efeito estufa em nível municipal ou regional. Como mencionado acima, com a proliferação de metabolismos lineares, como os carros, a produção de gases de efeito estufa aumentou exponencialmente desde o surgimento e a produção em massa do automóvel, causando um problema para nossa atmosfera. O metabolismo urbano provou ser uma ferramenta necessária para medir os níveis de gases de efeito estufa, pois é um produto ou resíduo gerado pelo consumo humano. O modelo fornece parâmetros quantificáveis que permitem às autoridades marcar níveis prejudiciais de emissões de GEE e, novamente, desenvolver um plano de ação para reduzi-los.
Modelos matemáticos Além das aplicações contábeis, os pesquisadores começaram a desenvolver modelos matemáticos para quantificar e prever os níveis de partículas e nutrientes dentro do modelo de metabolismo urbano. Esses modelos são usados principalmente na análise AFM e são úteis para determinar subprocessos e estoques e fluxos de materiais presentes e futuros no ambiente urbano. Com a capacidade de prever níveis futuros, os modelos permitem que o progresso seja feito e que possíveis programas de prevenção da poluição sejam implementados em vez de soluções paliativas que foram favorecidas no passado.
Ferramentas de design Por meio da utilização das três aplicações acima, acadêmicos e profissionais podem usar o metabolismo urbano como uma ferramenta de projeto para criar infraestruturas mais verdes e sustentáveis desde o início. Ao rastrear os fluxos de energia, materiais e resíduos através dos sistemas urbanos como um todo, mudanças e alterações podem ser feitas para fechar os ciclos e criar metabolismos circulares onde os recursos são reciclados e quase nenhum resíduo é produzido. Iniciativas desse tipo estão sendo implementadas em todo o mundo com tecnologias e invenções que tornam a construção sustentável muito mais fácil e acessível.
Os usos do modelo, no entanto, não se restringem à análise estritamente funcional, uma vez que o modelo foi adaptado para examinar os aspectos relacionais das relações urbanas entre infraestrutura e cidadãos.
Ver também
Metabolismo antropogênico Desmaterialização (economia) Ecologia industrial Metabolismo industrial Metabolismo social MuSIASEM Ecologia urbana
Bibliografia Baccini, P. (2007). O metabolismo de uma cidade: rumo ao desenvolvimento sustentável dos sistemas urbanos. Revista de Tecnologia Urbana, 4(2), 27-39. Boyle, HG (1994). Sistemas alimentares metropolitanos em países em desenvolvimento: a perspectiva do "metabolismo urbano". GeoJournal, 34(3), 245-251.