LA PLANÈTE TERRE COMME UN SYSTÈME QUI FONCTIONNE COMME UN ORGANISME VIVANT

Fernando Alcoforado*

Cet article vise à démontrer le fonctionnement de la planète Terre en tant que système et à présenter comment la planète Terre se comporte selon l’hypothèse Gaïa formulée par le scientifique James Lovelock, qui décrit la Terre comme un système qui fonctionne comme un organisme vivant. Le système est un ensemble intégré de composants interreliés et interdépendants qui cherchent à atteindre un objectif. Un système est un ensemble composé de composants organisés qui interagissent de telle manière que les propriétés de l’ensemble ne peuvent être entièrement déduites des propriétés des parties. Les systèmes réels comportent des échanges d’énergie, d’information ou de matière avec leur environnement. La théorie générale des systèmes est l’étude interdisciplinaire qui cherche à identifier les propriétés communes de ces entités. Son développement a commencé au milieu du XXe siècle, avec les études du biologiste autrichien Ludwig von Bertalanffy. Elle est considérée comme une métathéorie (théorie des théories) qui part du concept abstrait de système pour trouver des règles de valeur générale. Il y a, au sein du concept de système, celui de sous-système, qui est un système dans un autre système plus grand que le précédent. De plus, ce système plus vaste peut faire partie d’un supersystème.

1.    La planète Terre en tant que système

La planète Terre est un système qui fait partie d’un système plus vaste qui est le système solaire qui se caractérise comme un groupe de planètes, de petits corps célestes, de satellites naturels, etc., qui sont sous le domaine gravitationnel d’une étoile comme le Soleil ( Figure 1). À son tour, le système solaire fait partie d’un système plus vaste qu’est la Voie Lactée (Figure 2) qui, à son tour, fait partie d’un système plus vaste qu’est l’Univers (Figure 3). La Terre est un système ouvert car elle établit des échanges énergétiques avec l’Univers, subit l’effet gravitationnel de la Lune (Figure 4), du Soleil et des planètes du système solaire, reçoit de l’énergie émanant du Soleil, qui est utilisée dans plusieurs de ses processus biologiques et géologiques et perd de l’énergie dans l’espace sous forme de chaleur. Le mécanisme externe de la Terre est entraîné par l’énergie émanant du Soleil. La chaleur solaire dynamise les océans et l’atmosphère et est responsable de nos conditions météorologiques. La pluie, la glace et le vent érodent les montagnes et façonnent le paysage, tandis que les reliefs modifient le climat.

Figure 1- Planètes du système solaire

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Source: https://www.infoescola.com/astronomia/planetas-do-sistema-solar/

Figure 2 – Le système solaire dans la Voie lactée

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Source: https://intranet.policiamilitar.mg.gov.br/conteudoportal/uploadFCK/ctpmbarbacena/18112016154909899.pdf

Figure 3- Univers vu de la Terre

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Carte de l’Univers observable depuis la Terre avec les objets astronomiques notables connus aujourd’hui. Les corps célestes apparaissent agrandis pour apprécier leur forme.

Source: https://pt.wikipedia.org/wiki/Universo

Figure 4- Comment fonctionne le système Terre-Lune

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Source: https://moonblink.info/Eclipse/why/solsys

Le système Terre est composé de ses structures interne (Figure 5) et externe (Figure 6). La structure interne de la Terre est formée par la lithosphère ou la croûte, le manteau et les noyaux interne et externe [1].

Figure 5- Structure interne de la planète Terre

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Source: https://www.todamateria.com.br/litosfera/

La Terre est gouvernée par une énergie thermique confinée à l’intérieur lors de sa formation. Cette chaleur interne influence les mouvements du manteau et du noyau, fournissant de l’énergie pour faire fondre les roches, déplacer les continents et soulever les montagnes. La croûte est une fine couche d’environ 70 km d’épaisseur. Il contient des matériaux relativement légers et à basse température de fusion. La plupart de ces matériaux sont formés d’éléments de silicium, de fer, d’aluminium, de magnésium, de calcium, de sodium et de potassium combinés à de l’oxygène. Le manteau est situé entre la croûte terrestre et le noyau externe avec des températures atteignant 2 000 °C. Cette région forme la partie la plus solide de la planète. La couche couvre des profondeurs allant de 70 à 2 891 km et est constituée de roches de densité intermédiaire, principalement composées d’éléments tels que l’oxygène, le magnésium, le fer et le silicium. Entre le manteau et le noyau interne se trouve le noyau externe, qui est composé de fer et d’autres éléments lourds, tels que le nickel, et est à l’état liquide. C’est dans cette région que se forme le champ magnétique terrestre, dû au mouvement du fluide. Le noyau interne a la même composition chimique que le noyau externe avec une température d’environ 6 000°C. Dans cette partie centrale, elle est solide et va d’une profondeur d’environ 5 150 km jusqu’au point central de la Terre (6 731 km). La raison pour laquelle le noyau interne est solide est la pression dans cette région, qui est très élevée et empêche le fer de fondre .

La structure externe de la Terre est constituée par la lithosphère, l’atmosphère, l’hydrosphère et la biosphère [1].

Figure 6- Structure externe de la planète Terre

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Source: https://ensinomedio01.wordpress.com/7_estrutura_externa/

La lithosphère correspond à la croûte terrestre. La lithosphère ou croûte est la couche de surface solide de notre planète, composée de roches, de sol et de reliefs. Au-dessus de la lithosphère se trouvent les couches gazeuse (atmosphère) et liquide (hydrosphère). L’ensemble de tous les écosystèmes de la planète Terre forme la biosphère. La biosphère, l’atmosphère et l’hydrosphère sont interdépendantes. Le climat et les cycles de l’eau entre l’atmosphère et l’hydrosphère constituent la biosphère. L’atmosphère est la couche gazeuse qui entoure notre planète, accompagne ses mouvements et s’unit à elle par l’action de la gravité. Cette structure est formée par un mélange de gaz qui composent l’air et est essentielle à l’existence des animaux et des plantes qui habitent la Terre. Comme elle agit pour maintenir l’équilibre thermique de la planète, l’atmosphère fournit l’oxygène nécessaire à la respiration, permet la transmission du son, la combustion et absorbe une grande partie du rayonnement émis par le Soleil. Ceci est très important, car seule l’énergie nécessaire à la vie atteint la surface de la Terre. La majeure partie de l’atmosphère est composée d’azote (78%), suivi par l’oxygène (21%) et le dioxyde de carbone (1%). Seule une petite partie de sa composition contient de la vapeur d’eau et d’autres gaz. C’est là que nous vivons, construisons nos sociétés, cultivons notre nourriture et exécutons nos pratiques économiques. L’hydrosphère est la couche d’eau de la Terre, composée de rivières, de lacs, d’océans et de mers, en plus de l’humidité actuelle qui influence également le climat. L’existence de l’eau sur notre planète est d’une importance vitale pour le maintien de la vie. La biosphère est la couche de vie, impliquant tous les êtres qui habitent notre planète, ce qui inclut évidemment les êtres humains. La biosphère ne peut exister qu’à partir de la combinaison de l’atmosphère et de l’hydrosphère.

Sur Terre, il existe deux principales sources d’énergie : une source d’énergie externe et une source d’énergie interne. La source d’énergie externe qui influence le plus directement la Terre est l’énergie rayonnante du Soleil. L’énergie solaire active le mouvement atmosphérique, entraîne le cycle de l’eau, fournit la chaleur nécessaire aux réactions chimiques qui affectent les roches de surface, maintient une température compatible avec le maintien de la vie et est utilisée par les êtres vivants grâce à la photosynthèse. La source d’énergie interne concerne la chaleur qui émane du noyau interne et externe de la planète Terre, qui contribue de manière décisive à l’état des roches, ainsi qu’à la formation du magma trouvé dans la couche du manteau terrestre, qui est la couche intermédiaire et a comme caractéristique de son influence sur des processus importants de la dynamique terrestre, tels que le volcanisme et la tectonique. Le noyau interne terrestre est responsable de la formation du champ magnétique terrestre qui joue le rôle de protection de la Terre contre les vents solaires, puisque, lorsqu’elles atteignent le champ magnétique terrestre, ces particules sont ionisées et ricochées.

Il convient de noter que le champ magnétique terrestre est extrêmement important pour le maintien de la vie et de la communication sur Terre, car il parvient à empêcher l’entrée de particules solaires qui, si elles ne sont pas déviées par elle, endommageraient la couche d’ozone, déprotégeant la Terre des ultraviolets rayonnement et rendant la communication difficile par les ondes radio, la télévision, Internet, entre autres. De plus, plusieurs animaux migrent ou orientent leurs besoins en fonction du champ magnétique terrestre, comme les pigeons. Le champ magnétique terrestre a également permis l’invention de boussoles, des outils de localisation spatiale qui, par le passé, ont contribué à l’expansion maritime. Des recherches récentes révèlent que le noyau de la Terre s’est refroidi plus rapidement ces dernières années [2]. Le refroidissement du noyau terrestre se produit depuis sa formation, il y a des milliards d’années, cependant, la perte de chaleur a considérablement augmenté ces derniers temps. C’est ce qu’informe une publication de la revue scientifique américaine Earth and Planetary Science Letters. Des chercheurs de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich (ETH) et de la Carnegie Institution for Science aux États-Unis ont découvert que le noyau de la Terre se refroidit plus rapidement que prévu.

Il est important de noter que lorsque le noyau terrestre se refroidira, le champ magnétique terrestre, essentiel à la vie sur notre planète, sera fortement affaibli ou disparaîtra complètement. Le rayonnement solaire avec des particules chargées émises par le Soleil nous frappera directement et détériorera notre atmosphère. L’eau n’est liquide que dans des conditions normales de température et de pression. Sans atmosphère, la pression de l’air chute et la température augmente en raison de l’exposition directe au rayonnement solaire. Cela augmenterait l’évaporation de l’eau et, avec le temps, les océans seraient réduits à des lacs, qui deviendraient des étangs. Autrement dit, l’eau serait très rare si elle ne disparaissait pas complètement. La Terre deviendrait alors une boule rocheuse, sans eau, sans air et sous des températures extrêmement élevées. La perte de chaleur dans le noyau terrestre peut refroidir la Terre dans son ensemble, la transformant en une planète totalement froide et inactive sans possibilité de vie. La Terre deviendrait alors une boule rocheuse, sans eau, sans air et sous des températures extrêmement élevées, quelque chose de similaire à ce que Mars est aujourd’hui. C’est le phénomène d’entropie qui équivaut à la perte d’énergie, au désordre du système Terre.

Comme tout système, la planète Terre possède des mécanismes de rétroaction et de contrôle, c’est-à-dire l’ensemble des réponses produites par le système face aux déséquilibres existants. La Terre a, par exemple, son propre mécanisme de rétroaction et son propre contrôle de régulation de la température. C’est à travers le mécanisme de rétroaction et de contrôle que se produit, par exemple, la régulation et le contrôle de la température de la planète Terre. Grâce à ce contrôle, il est possible de garantir l’harmonie des sous-systèmes qui composent la planète Terre et, par conséquent, l’homéostasie, c’est-à-dire l’équilibre de l’environnement interne du système Terre. Le climat de la Terre a subi de nombreux changements majeurs, du volcanisme mondial aux périodes glaciaires, certains induits localement, d’autres résultant de changements spectaculaires du rayonnement solaire, mais la vie est restée florissante au cours des 3,7 derniers milliards d’années. Une nouvelle étude a trouvé une explication à cette incroyable résilience de la vie sur Terre. Notre planète possède son propre mécanisme de “rétroaction stabilisatrice” qui fonctionne depuis des centaines de milliers d’années pour ramener le climat lorsqu’il atteint sa limite, en maintenant les températures mondiales dans une plage stable et habitable [3].

Comment la planète Terre parvient-elle à maintenir les températures mondiales dans une plage stable et habitable ? Cela se fait par un mécanisme appelé « érosion des silicates », un processus géologique par lequel l’érosion lente et régulière des roches riches en silicate implique des réactions chimiques qui éliminent finalement le dioxyde de carbone (CO2) de l’atmosphère et le dirigent vers les sédiments océaniques, piégeant le gaz dans rochers [3]. Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que l’érosion des silicates joue un rôle important dans la régulation du cycle du carbone de la Terre, ce qui peut fournir une force géologiquement constante pour contrôler le dioxyde de carbone et les températures mondiales. Constantin Arnscheidt et Daniel Rothman du MIT ont basé leur étude sur des données paléoclimatiques qui enregistrent les changements des températures moyennes mondiales au cours des 66 derniers millions d’années. Ils ont ensuite appliqué une analyse mathématique pour voir si les données révéleraient des schémas caractéristiques de phénomènes de stabilisation qui pourraient contrôler les températures mondiales à une échelle de temps géologique. Ils ont constaté qu’en fait, les données montrent un schéma cohérent dans lequel les oscillations de la température de la Terre sont amorties sur des échelles de temps de centaines de milliers d’années. La durée de cet effet est similaire aux échelles de temps sur lesquelles l’érosion des silicates semble s’opérer. Ces chercheurs ont été les premiers à utiliser des données réelles pour confirmer l’existence d’une rétroaction stabilisatrice, dont le mécanisme est probablement l’érosion des silicates. Cette rétroaction stabilisatrice expliquerait comment la Terre est restée habitable malgré les événements météorologiques dramatiques du passé géologique de la planète, selon les scientifiques. Arnscheidt affirme que grâce à cette rétroaction stabilisatrice, il sera possible de refroidir le réchauffement climatique actuel qui ne sera pas assez rapide pour résoudre nos problèmes actuels de réchauffement climatique car il faudra des centaines de milliers d’années pour que cela se produise [3].

Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Climate Change présente de bonnes nouvelles sur une éventuelle boucle de rétroaction climatique [4]. Les chercheurs ont observé l’activité microbienne et la dynamique du sol sur une longue période de temps, et ont pu voir comment les micro-organismes pourraient réagir au changement climatique dans le monde réel. Qu’est-ce que la rétroaction climatique? La rétroaction climatique est un processus qui amplifie ou réduit la force climatique, qui peut être positive ou négative. La rétroaction climatique positive est tout ce qui ajoute de la chaleur à l’atmosphère et la rétroaction négative est un processus qui compense le réchauffement. Par exemple, les océans et les terres absorbent le CO2 dans le cadre du cycle du carbone. Les sols sont de loin le plus grand réservoir de matière organique sur Terre, contenant plus de trois fois le carbone actuellement présent dans l’atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. Les micro-organismes du sol sont responsables de la digestion des matières organiques mortes et de leur conversion en gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone (CO2). Ces micro-organismes deviennent plus actifs avec des températures chaudes, ce qui a fait craindre que des températures plus élevées associées au changement climatique ne conduisent à un cercle vicieux, où des sols chauds conduisent à des micro-organismes plus actifs, qui provoquent encore plus d’émissions de gaz à effet de serre [4].

Dans cette étude, il a été constaté que, même après un chauffage prolongé, les micro-organismes libéraient encore rapidement du carbone lorsqu’ils étaient chauffés, de sorte qu’ils ne s’adaptaient pas à des températures plus élevées. Cependant, il a également été constaté qu’il y avait beaucoup moins de micro-organismes dans les sols chauds. Ainsi, tout comme le carbone a été perdu du sol sous chauffage, la quantité de biomasse microbienne a également diminué, ce qui a conduit à un ralentissement perçu de l’activité microbienne au fil du temps. Les scientifiques ont combiné les résultats expérimentaux avec la modélisation mathématique pour développer un nouveau concept de réponse microbienne au réchauffement du sol, qui pourrait aider à améliorer les prédictions dans les modèles climatiques mondiaux. Un modèle mathématique a été utilisé pour tester si un système de sol réchauffé peut atteindre un nouvel état d’équilibre qui empêche une perte supplémentaire de carbone du sol, même sans acclimatation par les micro-organismes du sol eux-mêmes. Ce modèle correspond bien aux observations et représente une étape importante vers une meilleure compréhension de la rétroaction du sol sur le réchauffement climatique, selon Christina Kaiser, chef de groupe à l’Université de Vienne et chercheuse invitée dans le programme Evolution and Ecology de l’IIASA [4].

2. La Terre en tant que système qui fonctionne comme un organisme vivant

Le scientifique britannique James Lovelock, décédé en 2022 à l’âge de 103 ans, a développé la populaire hypothèse Gaia, articulée avec la collaboration de Lynn Margulis, pour expliquer le comportement systémique de la planète Terre [5]. Lovelock a écrit trois livres sur ce sujet : Un nouveau regard sur la vie sur Terre, Les âges de Gaïa et Gaïa – La science pratique de la médecine planétaire. Il convient de noter que Lovelock a obtenu un doctorat en médecine de la London School of Hygiene and Tropical Medicine en 1948, a mené des recherches à l’Université de Yale, au Baylor University College of Medicine et à l’Université de Harvard, et a inventé de nombreux instruments scientifiques utilisés par la NASA pour analyser les atmosphères extraterrestres. et la surface des planètes, en plus d’inventer en 1958 le détecteur à capture d’électrons, qui a contribué aux découvertes sur la persistance du CFC (Chloro Fluorocarbone) et son rôle dans l’appauvrissement de la couche d’ozone. Lors de la formulation de l’hypothèse Gaïa, à partir des années 1960, Lovelock a commencé à développer une hypothèse scientifique, postulant que les organismes vivants modifient leur environnement inorganique de manière favorable à leur survie, formant ensemble un système complexe et autorégulateur qui fonctionne de manière similaire à un seul organisme vivant [5].

Il est important d’observer que Gaïa, dans la mythologie grecque, est la Terre Mère, en tant qu’élément primordial et latent d’un immense potentiel générateur [6]. Gaia est la personnification de la planète Terre, représentée comme une femme gigantesque et puissante. Nommée d’après la déesse grecque, la théorie de Gaia (également connue sous le nom d’hypothèse de Gaia) a été créée par le scientifique britannique James E. Lovelock [7]. Dans ce document, le scientifique décrit la planète Terre comme un organisme vivant, qui possède certaines caractéristiques telles qu’une atmosphère avec la chimie et la capacité de maintenir et de modifier ses conditions environnementales – ce qui ne se produit pas avec d’autres planètes du système solaire (Figure 7) . L’hypothèse Gaia a été fortement critiquée à ses débuts, mais au fil du temps, ses éléments les plus essentiels ont été largement acceptés par la communauté scientifique. L’hypothèse Gaia reste quelque peu controversée, mais elle a ouvert un tout nouveau champ d’études interdisciplinaires en sciences de la Terre et a contribué à la formation d’une vision holistique de la vie et de son évolution sur la planète, s’éloignant du mécanisme classique. La contribution pertinente à la science apportée par l’hypothèse Gaia lui a valu la prestigieuse médaille Wollaston de la Geological Society of London. Dans son ouvrage The Revenge of Gaia [8], Lovelock défend la théorie de Gaia dans le contexte du changement climatique global. Avec une approche facile à comprendre et une approche multidisciplinaire, le livre se compose de neuf chapitres, comme suit : L’état de la Terre, Qu’est-ce que Gaïa ? ; L’histoire de la vie de Gaïa ; Prévisions pour le XXIe siècle, Sources d’énergie ; produits chimiques, aliments et matières premières ; Technologie pour une retraite durable ; Une vision personnelle de l’environnementalisme et Au-delà du terminus.

Figure 7- L’hypothèse Gaïa

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Source: https://journalsofindia.com/gaia-hypothesis/

Dans le chapitre “L’état de la Terre”, Lovelock prévient que la planète a été victime d’une action humaine qui ressemble à un malade de la fièvre. Lovelock affirme que l’état le plus chaud possible de la planète bouleverserait les mondes politique et commercial. Les importations de nourriture, de carburant et de matières premières deviendront difficiles car les fournisseurs pourraient être en proie à des sécheresses ou des inondations. Lovelock déclare que nous pouvons être confrontés à l’extinction d’espèces animales et que, dans le cadre du système, tout comme nous affectons l’environnement, nous sommes également affectés. Dans le chapitre “Qu’est-ce que Gaia?”, Lovelock déclare que la planète Terre serait comme une coquille sphérique de matière qui entoure l’intérieur incandescent de la planète, commençant là où les roches rencontrent le magma, à environ 160 kilomètres sous la surface et avançant encore 160 kilomètres aux confins de l’espace. Cette enveloppe comprend la biosphère et est un système physiologique qui maintient la planète en état de vivre pendant plus de trois milliards d’années. Lovelock déclare que Gaia, c’est-à-dire la planète Terre, est un ensemble autorégulateur de parties animées et inanimées en faveur de la vie. L’évolution des organismes et le monde matériel font partie d’une même histoire, où la vie et l’environnement physique évoluent comme une seule entité.

Dans le chapitre « Histoire de la vie de Gaïa », Lovelock présente une histoire de la vie sur la planète Terre, décrivant certaines époques géologiques, l’émergence de la vie et les transformations environnementales survenues sur notre planète dont les différents régimes climatiques se sont produits plusieurs fois, selon l’organisation des composants du système solaire et de l’activité propre du Soleil et que, actuellement, l’autorégulation de Gaïa pour résister à de tels événements a été affectée par l’activité humaine. En remplaçant les écosystèmes naturels par des zones arables et en émettant des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, les activités humaines interfèrent avec le maintien de la température globale de la planète en augmentant la chaleur tout en supprimant les systèmes capables de réguler la température globale. Dans le chapitre « Prévisions pour le XXIe siècle », Lovelock indique que, dès le début de la période industrielle, vers 1850, la température moyenne mondiale commence à augmenter avec une accélération croissante, atteignant près de 1 ºC au-dessus de la moyenne de l’étude à long terme. La figure 8 prouve l’assertion de Lovelock.

Figure 8- Températures mondiales moyennes

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Source: http://www.earth-policy.org/indicators/C51/temperature_2014                     

Lovelock affirme que le Soleil est 0,5 ºC plus chaud qu’il y a 55 millions d’années et que la moitié de la surface boisée de la Terre est transformée en terres arables, en savane et en désert, ce qui réduit la capacité d’autorégulation de la température. Il affirme que plusieurs gaz à effet de serre, en plus du méthane et du dioxyde de carbone, augmentent le réchauffement climatique, notamment les CFC (chlorofluorocarbures), l’oxyde nitreux et d’autres produits de l’agriculture et de l’industrie. La figure 9 prouve cette assertion de Lovelock.

Figure 9- Contribution des gaz à effet de serre au réchauffement climatique

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Source: https://educacao.uol.com.br/disciplinas/ciencias/efeito-estufa-emissao-excessiva-de-gases-aumenta-temperatura-da-terra.htm

Lovelock soutient que nous devrions nous attendre à de grands événements météorologiques affectant une seule région, tels que des inondations temporaires et des vagues de chaleur. Même avec autant de chaleur, certains endroits de la planète seront agréables, comme les îles britanniques, cependant, peu des milliards d’êtres humains actuels survivront.

Dans le chapitre « Sources d’énergie », Lovelock traite des sources d’énergie les plus diverses, telles que les combustibles fossiles et les sources renouvelables, mais ce qui retient l’attention, c’est l’auteur défendant l’utilisation de l’énergie nucléaire redoutée par la catastrophe survenue à Tchernobyl et Fukushima, arguant que, selon un rapport suisse, l’énergie nucléaire est 40 fois plus sûre que les sources d’énergie au charbon ou au pétrole, et plus sûre que l’hydroélectricité (source renouvelable). Lovelock considère que, parmi les avantages de l’utilisation de la fission nucléaire comme producteur d’énergie, il expose qu’elle génère 2 millions de fois moins de déchets que la combustion d’énergies fossiles, et qu’elles n’occuperaient que 6 mètres cubes après avoir été jetées et enfouies. En revanche, l’utilisation des énergies fossiles produit 27 milliards de tonnes de dioxyde de carbone par an, ce qui formerait une montagne de déchets de plus de 1,5 kilomètre de haut et 19 kilomètres de circonférence à sa base. Il observe également que les réactions nucléaires sont des millions de fois plus énergétiques que les réactions chimiques. Lovelock ne recommande pas l’utilisation de l’énergie nucléaire comme solution à long terme. Il considère l’énergie nucléaire comme une solution au problème immédiat de la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre provenant des sources d’énergie basées sur le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Lovelock considère les biocarburants comme une source d’énergie dangereuse, car ils sont faciles à cultiver et nécessitent une grande surface pour cette culture. Alors une question se pose : si nous produisons déjà de la nourriture sur plus de la moitié des terres productives de la planète, qu’adviendra-t-il de Gaia si nous utilisons le reste pour produire du biocarburant ?

Dans le chapitre “Produits chimiques, aliments et matières premières”, Lovelock note que l’utilisation sans restriction de pesticides dans l’agriculture provoque la mort d’oiseaux qui mangent des insectes empoisonnés. Dans de nombreuses régions du monde, les pesticides ont été interdits ou leurs utilisations contrôlées. Cela signifie qu’il n’y a plus de place dans l’agriculture, non seulement pour les insectes, mais aussi pour les oiseaux. Lovelock soutient que si nous voulons réduire les émissions de gaz à effet de serre, nous devons cesser d’utiliser la surface de la Terre de la manière dont elle est utilisée par l’agriculture. Lovelock questionne la transformation des régions rurales en sites de production d’énergie renouvelable et son utilisation dans le déploiement de parcs éoliens et la production de biocarburants pour éclairer les villes et fournir de l’énergie pour les transports urbains. Lovelock note que les autorités sanitaires en Europe et aux États-Unis ont considéré les nitrates dans les aliments et l’eau comme des menaces pour la santé. De nouvelles réglementations restrictives ont été adoptées pour limiter l’utilisation du nitrate comme engrais et réduire sa présence dans les aliments et l’eau. Lovelock attire l’attention sur les pluies acides qui se sont produites dans diverses régions d’Europe et ont contaminé les rivières et les lacs, principalement en raison de l’utilisation de charbon dans la production d’électricité. Lovelock défend la thèse selon laquelle l’alimentation biologique, la nourriture produite sans engrais ni pesticides par l’agro-industrie, est la réponse appropriée pour l’agriculture moderne. Il suggère que l’humanité ne peut pas utiliser plus de la moitié de la surface de la Terre pour la production agricole, ce qui compromet la capacité de Gaia à maintenir sa capacité en tant que planète. Lovelock affirme que c’est notre premier devoir de répondre à nos besoins à la lumière de la limitation de Gaïa. Lovelock soutient qu’il faut reconnaître que l’écosystème naturel de la Terre régule le climat et la chimie de la planète et n’existe pas simplement pour nous fournir de la nourriture et des matières premières.

Dans le chapitre “Technologie pour une retraite durable”, Lovelock montre qu’il y a des efforts pour utiliser la technologie pour arrêter le changement climatique par une intervention directe au niveau de la planète et au-delà. Il existe deux principales méthodes scientifiques : la première pour réduire la chaleur reçue par la Terre du Soleil, et la seconde pour éliminer le dioxyde de carbone ou d’autres gaz à effet de serre de l’air ou des sources de combustion. Il existe des propositions telles que la construction d’un parasol dans l’espace entre la Terre et le Soleil pour déplacer ou disperser la lumière du Soleil et refroidir la Terre. Ce type de solution ne résoudrait que la moitié du problème car le dioxyde de carbone résultant des activités humaines continuerait à croître en abondance. Une autre proposition consiste à enfouir le dioxyde de carbone dans des roches appropriées sans avoir la certitude que ce stockage serait stable et que le gaz ne serait pas rejeté dans l’atmosphère. Une autre proposition consiste à extraire le dioxyde de carbone de l’air et à le faire réagir avec une poudre fabriquée à partir d’une roche ignée alcaline appelée serpentine dont le produit serait du carbonate de magnésium, un solide stable qui pourrait être utilisé comme matériau de construction et facile à stocker. Lovelock dit très clairement que le bien-être de Gaïa doit passer avant le bien-être de l’humanité parce que l’humanité ne peut pas exister sans Gaïa, c’est-à-dire sans le bien-être de la planète Terre.  

Dans le chapitre « Une vision personnelle de l’environnementalisme », Lovelock affirme que le concept de Gaïa, une planète vivante, est essentiel pour un environnementalisme cohérent et pratique. Il conteste la croyance que la Terre devrait être exploitée pour le bénéfice exclusif de l’humanité et que cette fausse croyance pousse les politiques et programmes gouvernementaux à encourager le statu quo. Lovelock soutient qu’il y en a peu, même parmi les climatologues et les écologistes, qui admettent pleinement la gravité potentielle, l’imminence, d’une catastrophe mondiale catastrophique. Lovelock prétend que la théorie de Gaïa est provisoire et la base d’un environnementalisme cohérent et pratique, même si la théorie de Gaïa est provisoire et sera remplacée par une vision plus complète de la Terre. Mais aujourd’hui, cette théorie est comme la graine d’un environnementalisme instinctif qui peut révéler la santé ou la maladie planétaire et aider à garder le monde en bonne santé. Il affirme que la racine des problèmes de l’humanité avec l’environnement réside dans l’absence de restriction sur la croissance de la population mondiale. En outre, Lovelock affirme que plus de la moitié de la population de la Terre vit dans des villes qui ne voient, ne sentent ou n’entendent presque jamais le monde naturel et que l’obligation des écologistes est de les convaincre que le monde réel est la Terre vivante et qu’eux-mêmes et leurs villes font partie de ce monde réel et tout dépend de leur existence. Selon l’ONU, actuellement 55% de la population mondiale vit dans des zones urbaines et l’on s’attend à ce que cette proportion passe à 70% d’ici 2050. Il considère que l’énergie nucléaire, bien que redoutée, est un remède nécessaire et que notre survie en tant que espèce, il est totalement dépendant de Gaïa, c’est-à-dire de la planète Terre.

Dans le chapitre “Au-delà du terminal”, Lovelock déclare que Gaia, la Terre vivante, est vieille et pas aussi forte qu’il y a deux milliards d’années. Gaia lutte pour garder la Terre suffisamment fraîche pour ses innombrables formes de vie contre l’augmentation inévitable de la chaleur du Soleil. Cependant, malgré leurs difficultés, l’une des formes de vie, les humains, a tenté de dominer la Terre à leur profit exclusif. Il montre qu’il est temps de battre en retraite, car si nous ne décidons pas quoi faire des ressources naturelles et de l’énergie, elles se raréfient. De plus, cela souligne que Gaia agit comme une mère nourricière, mais est cruelle envers ses enfants transgresseurs. Un avenir tolérable nous attendrait probablement, mais il est imprudent d’ignorer la possibilité d’un désastre. Quelque chose à faire pour réduire la catastrophe, comme le suggère Lovelock, serait d’écrire un guide pour aider les survivants à reconstruire la civilisation sans répéter les erreurs du passé. Un tel matériel composé d’un recueil philosophique et scientifique suffisamment complet, clair et respectable, devrait être diffusé dans chaque foyer, école, bibliothèque ou lieu de culte, afin qu’il soit accessible à tous, quoi qu’il arrive.

RÉFÉRENCE

1.    ALCOFORADO, Fernando. Como evitar a extinção da humanidade de ameaças provocadas pelo planeta Terra e pelos seres humanos. Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/83922670/COMO_EVITAR_A_EXTIN%C3%87%C3%83O_DA_HUMANIDADE_DE_AMEA%C3%87AS_PROVOCADAS_PELO_PLANETA_TERRA_E_PELOS_SERES_HUMANOS>.

2.    CIENTEC USP. O Núcleo da Terra está esfriando mais rápido do que se esperava. Disponible sur le site Web <https://www.parquecientec.usp.br/publicacoes/o-nucleo-da-terra-esta-esfriando-mais-rapido>.

3.    INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. A Terra tem seu próprio mecanismo regulador de temperatura. Disponible sur le site Web <https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=a-terra-tem-seu-proprio-mecanismo-regulador-temperatura&id=010125221122#.ZBBb_nbMI2w>.

4.    A CIÊNCIA EXPLICA. Feedback climático e os micro-organismos do solo. Disponible sur le site Web <http://www.cienciaexplica.com.br/2019/12/19/feedback-climatico-micro-solo/>.

5.    WIKIPEDIA. James Lovelock. Disponible sur le site Web <https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Lovelock>.

6.     WIKIPEDIA. Gaia (mitologia). Disponible sur le site Web <https://pt.wikipedia.org/wiki/Gaia_(mitologia)>.

7.    BRASIL ESCOLA. A hipótese Gaia. Disponible sur le site Web <https://brasilescola.uol.com.br/biologia/hipotese-gaia.htm>.

8.    LOVELOCK, James. The Revenge of Gaia. London: Penguin Books, 2007.

* Fernando Alcoforado, 83, a reçoit la Médaille du Mérite en Ingénierie du Système CONFEA / CREA, membre de l’Académie de l’Education de Bahia, de la SBPC – Société Brésilienne pour le Progrès des Sciences et l’IPB – Institut Polytechnique de Bahia, ingénieur (Ingénierie, Économie et Administration) et docteur en Planification du Territoire et Développement Régional de l’Université de Barcelone, professeur d’université (Ingénierie, Économie et Administration) et consultant dans les domaines de la planification stratégique, de la planification d’entreprise, planification du territoire et urbanisme, systèmes énergétiques, a été Conseiller du Vice-Président Ingénierie et Technologie chez LIGHT S.A. Entreprise de distribution d’énergie électrique de Rio de Janeiro, coordinatrice de la planification stratégique du CEPED – Centre de recherche et de développement de Bahia, sous-secrétaire à l’énergie de l’État de Bahia, secrétaire à la planification de Salvador, il est l’auteur de ouvrages Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade (Editora CRV, Curitiba, 2022), est l’auteur d’un chapitre du livre Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Floride, États-Unis, 2022) et How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023).

PLANET EARTH AS A SYSTEM THAT OPERATES LIKE A LIVING ORGANISM

Fernando Alcoforado*

This article aims to demonstrate the functioning of the Planet Earth as a system and to present how the Planet Earth behaves according to the Gaia Hypothesis formulated by the scientist James Lovelock, who describes the Earth as a system that operates as a living organism. System is an integrated set of interrelated and interdependent components that seek to achieve a goal. A system is a set made up of organized components that interact in such a way that the properties of the set cannot be fully deduced from the properties of the parts. Real systems comprise exchanges of energy, information or matter with their surroundings. General Systems Theory is the interdisciplinary study that seeks to identify the common properties of these entities. Its development began in the middle of the 20th century, with the studies of the Austrian biologist Ludwig von Bertalanffy. It is considered as a metatheory (theory of theories) that starts from the abstract concept of system to find rules of general value. There is, within the concept of system, that of subsystem, which is a system within another system that is larger than the previous one. Furthermore, this larger system may be part of a supersystem.

1.    Planet Earth as a system

The planet Earth is a system that is part of a larger system that is the solar system that is characterized as a group of planets, small celestial bodies, natural satellites, etc., that are under the gravitational domain of a star like the Sun (Figure 1). In turn, the solar system is part of a larger system that is the Milky Way Galaxy (Figure 2) which, in turn, is part of a larger system that is the Universe (Figure 3). The Earth is an open system because it establishes energetic exchanges with the Universe, suffers the gravitational effect of the Moon (Figure 4), the Sun and the planets of the solar system, receives energy emanating from the Sun, which is used in several of its biological processes and geologic and loses energy to space as heat. The Earth’s external mechanism is driven by energy emanating from the Sun. Solar heat energizes the oceans and atmosphere and is responsible for our weather conditions. Rain, ice and wind erode mountains and shape the landscape, while landforms change the climate.

Figure 1- Planets of the solar system

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Source: https://www.infoescola.com/astronomia/planetas-do-sistema-solar/

Figure 2- The Solar System in the Milky Way

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Source: https://intranet.policiamilitar.mg.gov.br/conteudoportal/uploadFCK/ctpmbarbacena/18112016154909899.pdf

Figure 3- Universe seen from Earth

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Map of the Universe observable from Earth with the notable astronomical objects known today. Celestial bodies appear enlarged to appreciate their shape.

Source: https://pt.wikipedia.org/wiki/Universo

Figure 4- How the Earth-Moon System works

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Source: https://moonblink.info/Eclipse/why/solsys

The Earth system is composed of its internal (Figure 5) and external (Figure 6) structures. The Earth’s internal structure is formed by the lithosphere or crust, mantle and the inner and outer cores [1].

Figure 5- Internal structure of planet Earth

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Source: https://www.todamateria.com.br/litosfera/

The Earth is governed by thermal energy confined internally during its formation. This inner heat influences movements in the mantle and core, providing energy to melt rocks, move continents, and lift mountains. The crust is a thin layer about 70 km thick. It contains materials that are relatively light and have low melting temperatures. Most of these materials are formed by elements of silicon, iron, aluminum, magnesium, calcium, sodium and potassium combined with oxygen. The mantle is located between the Earth’s crust and outer core with temperatures reaching 2,000°C. This region forms the most solid part of the planet. The layer covers depths ranging from 70 to 2,891 km and consists of rocks with intermediate density, mostly composed of elements such as oxygen, magnesium, iron and silicon. Between the mantle and the inner core is the outer core, which is made up of iron and other heavy elements, such as nickel, and is in a liquid state. It is in this region that the Earth’s magnetic field is formed, due to the movement of the fluid. The inner core has the same chemical composition as the outer core with a temperature of around 6,000°C. In this central portion, it is solid and goes from a depth of approximately 5,150 km to the center point of the Earth (6,731 km). The reason for the inner core to be solid is the pressure in this region, which is very high and prevents the iron from melting [1].

The external structure of the Earth is constituted by the lithosphere, atmosphere, hydrosphere and biosphere [1].

Figure 6- External structure of planet Earth

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Source: https://ensinomedio01.wordpress.com/7_estrutura_externa/

The lithosphere corresponds to the Earth’s crust. Lithosphere or crust is the solid surface layer of our planet, consisting of rocks, soil and landforms. Above the lithosphere are the gaseous (atmosphere) and liquid (hydrosphere) layers. The set of all ecosystems on planet Earth forms the biosphere. The biosphere, atmosphere and hydrosphere are interdependent. The climate and water cycles between the atmosphere and the hydrosphere make up the biosphere. Atmosphere is the gaseous layer that surrounds our planet, accompanying its movements and united to it by the action of gravity. This structure is formed by a mixture of gases that make up the air and is essential for the existence of animals and plants that inhabit the Earth. As it acts to maintain the planet’s thermal balance, the atmosphere provides the oxygen necessary for breathing, allows the transmission of sound, combustion and absorbs much of the radiation emitted by the Sun. This is very important, as only the energy necessary for life reaches the earth’s surface. Most of the atmosphere is composed of nitrogen (78%), followed by oxygen (21%) and carbon dioxide (1%). Only a small part of its composition contains water vapor and other gases. It is where we live, build our societies, grow our food and carry out our economic practices. Hydrosphere is the Earth’s water layer, consisting of rivers, lakes, oceans and seas, in addition to the present humidity that also influences the climate. The existence of water on our planet is of vital importance for the maintenance of life. Biosphere is the layer of life, involving all beings that inhabit our planet, which obviously includes human beings. The biosphere can only exist from the combination of atmosphere and hydrosphere.

On Earth there are two main sources of energy: an external energy source and an internal energy source. The external energy source that most directly influences the Earth is the energy radiating from the Sun. Solar energy activates atmospheric movement, drives the water cycle, provides the heat needed for chemical reactions that affect surface rocks, maintains a temperature consistent with the maintenance of life and is used by living beings through photosynthesis. The internal energy source concerns the heat that emanates from the inner and outer core of the planet Earth, which contribute decisively to the state of the rocks, as well as to the formation of the magma found in the layer of the terrestrial mantle, which is the intermediate layer and has as characteristic of its influence on important processes of terrestrial dynamics, such as volcanism and tectonics. The terrestrial inner core is responsible for the formation of the terrestrial magnetic field that plays the role of protecting the Earth from the solar winds, since, when they reach the terrestrial magnetic field, these particles are ionized and ricocheted.

It should be noted that the Earth’s magnetic field is extremely important for maintaining life and communication on Earth, as it manages to prevent the entry of solar particles, which, if not deflected by it, would damage the ozone layer, unprotecting the Earth from ultraviolet radiation and making communication difficult through radio waves, television, internet, among others. In addition, several animals migrate or orient their needs based on the Earth’s magnetic field, such as pigeons. The Earth’s magnetic field also allowed the invention of compasses, spatial location tools that, in the past, contributed to maritime expansion. Recent research reveals that the Earth’s core has been cooling more rapidly in recent years [2]. Cooling of the Earth’s core has been occurring since its formation billions of years ago, but heat loss has increased considerably in recent times. This is what informs a publication of the American scientific journal Earth and Planetary Science Letters. Researchers from the Swiss Federal Institute of Technology in Zurich (ETH) and the Carnegie Institution for Science in the United States have discovered that the Earth’s core is cooling faster than expected.

It is important to note that when the Earth’s core cools, the Earth’s magnetic field, essential for life on our planet, will be greatly weakened or disappear altogether. Solar radiation with charged particles emitted by the Sun will hit us directly and will deteriorate our atmosphere. Water is only liquid under normal conditions of temperature and pressure. Without the atmosphere, air pressure drops and temperature rises because of direct exposure to solar radiation. This would increase water evaporation, and over time the oceans would be reduced to lakes, which would become ponds. That is, water would be very scarce if it did not disappear completely. The Earth would then become a rocky ball, without water, without air and under extremely high temperatures. The loss of heat in the Earth’s core can make the Earth cool as a whole, transforming it into a totally cold, inactive planet with no possibility of life. The Earth would then become a rocky ball, without water, without air and under extremely high temperatures, something similar to what Mars is today. It is the phenomenon of entropy, which is equivalent to the loss of energy, to the disorder of the Earth system.

Like every system, planet Earth has feedback and control mechanisms, which is the set of responses produced by the system in the face of existing imbalances. Earth has, for example, its own feedback mechanism and temperature-regulating control. It is through the feedback and control mechanism that occurs, for example, the regulation and control of the temperature of planet Earth. Thanks to this control, it is possible to guarantee the harmony of the subsystems that make up planet Earth and, consequently, homeostasis, that is, the balance of the internal environment of the Earth system. Earth’s climate has undergone many major changes, from global volcanism to ice ages, some locally induced, others the result of dramatic changes in solar radiation, yet life has remained ever-thriving over the past 3.7 billion of years. A new study has found an explanation for this incredible resilience of life on Earth. Our planet has its own “stabilizing feedback” mechanism that has been working over hundreds of thousands of years to bring the climate back up when it reaches its limit, keeping global temperatures within a stable and habitable range [3].

How does planet Earth manage to keep global temperatures within a stable and habitable range? This is done through a mechanism called “silicate weathering,” a geological process whereby the slow and steady weathering of silicate-rich rocks involves chemical reactions that ultimately remove carbon dioxide (CO2) from the atmosphere and directs it into ocean sediments, trapping gas in rocks [3]. Scientists have long suspected that silicate weathering plays an important role in regulating the Earth’s carbon cycle that may provide a geologically constant force to keep carbon dioxide and global temperatures in check. Constantin Arnscheidt and Daniel Rothman of MIT based their study on paleoclimate data that record changes in global average temperatures over the last 66 million years. They then applied a mathematical analysis to see if the data would reveal any characteristic patterns of stabilizing phenomena that could control global temperatures on a geological time scale. They found that, in fact, the data show a consistent pattern in which Earth’s temperature oscillations are damped out over timescales of hundreds of thousands of years. The duration of this effect is similar to the timescales on which silicate weathering appears to operate. These researchers were the first to use real data to confirm the existence of a stabilizing feedback, whose mechanism is probably silicate weathering. This stabilizing feedback would explain how Earth has remained habitable despite the dramatic weather events of the planet’s geological past, scientists say. Arnscheidt claims that through this stabilizing feedback it will be possible to cool today’s global warming which will not be fast enough to solve our current global warming problems because it will take hundreds of thousands of years for this to happen [3].

A new study published in the journal Nature Climate Change presents good news about a possible climate feedback loop [4]. Researchers observed microbial activity and soil dynamics over a long period of time, and were able to see how microorganisms might respond to climate change in the real world. What is climate feedback? Climatic feedback is a process that amplifies or reduces the climatic force, which can be positive or negative. Positive climate feedback is anything that adds heat to the atmosphere and negative feedback is processes that offset warming. For example, the oceans and land absorb CO2 as part of the carbon cycle. Soils are by far the largest reservoir of organic material on Earth, containing more than three times the carbon currently present in the atmosphere as carbon dioxide. Microorganisms in the soil are responsible for digesting dead organic material, converting it into greenhouse gases such as carbon dioxide (CO2). These microorganisms become more active with warm temperatures, which has led to concern that higher temperatures associated with climate change could lead to a vicious cycle, where warm soils lead to more active microorganisms, which cause even more emissions of greenhouse gases [4].

In this study it was found that, even after prolonged heating, microorganisms still rapidly released carbon when heated, so they did not adapt to higher temperatures. However, it was also found that there were far fewer microorganisms in warm soils. So, just as carbon was lost from the soil under heating, the amount of microbial biomass also decreased, which led to a perceived slowdown in microbial activity over time. Scientists combined experimental findings with mathematical modeling to develop a new concept of microbial response to soil warming, which could help improve predictions in global climate models. A mathematical model was used to test whether a warmed soil system can reach a new steady state that prevents further loss of soil carbon, even without acclimatization by the soil microorganisms themselves. This model fits well with the observations representing an important step towards a better understanding of soil feedback to global warming, according to Christina Kaiser, group leader at the University of Vienna and guest researcher in the Evolution and Ecology Program at IIASA [4].

2.    The Earth as a system that operates like a living organism

The British scientist James Lovelock, who died in 2022 at the age of 103, developed the popular Gaia Hypothesis, articulated with the collaboration of Lynn Margulis, to explain the systemic behavior of planet Earth [5]. Lovelock has written three books on this subject: A New Look at Life on Earth, The Ages of Gaia, and Gaia- The Practical Science of Planetary Medicine. It is worth noting that Lovelock earned a 1948 PhD in medicine from the London School of Hygiene and Tropical Medicine, conducted research at Yale University, Baylor University College of Medicine, and Harvard University, and invented many scientific instruments used by NASA for analyzing extraterrestrial atmospheres and surface of planets, in addition to inventing in 1958 the Electron Capture Detector, which helped in the discoveries about the persistence of CFC (Chloro Fluorocarbon) and its role in the depletion of the ozone layer. When formulating the Gaia Hypothesis, from the 1960s, Lovelock began to develop a scientific hypothesis, postulating that living organisms modify their inorganic environment in a favorable way for their survival, forming together a complex and self-regulating system that works in a similar way to a single living organism [5].

It is important to observe that Gaia, in Greek mythology, is Mother Earth, as a primordial and latent element of an immense generating potential [6]. Gaia is the personification of planet Earth, represented as a gigantic and powerful woman. Named after the Greek goddess, Gaia Theory (also known as the Gaia Hypothesis) was created by British scientist James E. Lovelock [7]. In it, the scientist describes the planet Earth as a living organism, which has some characteristics such as an atmosphere with chemistry and the ability to maintain and change its environmental conditions – which does not happen with other planets in the solar system (Figure 7).

Figure 7- The Gaia Hypothesis

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Source: https://journalsofindia.com/gaia-hypothesis/

The Gaia Hypothesis was heavily criticized at its inception, but over time its most essential elements have been widely accepted by the scientific community. The Gaia Hypothesis remains somewhat controversial, but it opened up a completely new field of interdisciplinary studies in Earth Sciences and contributed to the formation of a holistic view of life and its evolution on the planet, moving away from classical mechanism. The relevant contribution to science given through the Gaia Hypothesis earned him the prestigious Wollaston Medal of the Geological Society of London. In his work The Revenge of Gaia [8], Lovelock defends Gaia Theory in the context of global climate change. With an easy-to-understand approach and a multidisciplinary approach, the book consists of nine chapters, as follows: The State of the Earth, What is Gaia?, The Life History of Gaia, Forecasts for the Twenty-first Century, Sources of Energy, Chemicals, Food and Raw Materials, Technology for a Sustainable Retreat, A Personal View of Environmentalism and Beyond the Terminus.

In the chapter “The state of the Earth”, Lovelock warns that the planet has been a victim of human action that is like a fever patient. Lovelock claims that the possible hottest state on the planet would turmoil the political and commercial worlds. Imports of food, fuel and raw materials will become difficult as suppliers may be plagued by droughts or floods. Lovelock states that we may face the extinction of animal species and that, as part of the system, just as we affect the environment, we are also affected. In the chapter “What is Gaia?”, Lovelock asserts that the planet Earth would be like a spherical shell of matter that envelops the planet’s incandescent interior, starting where the rocks meet the magma, about 160 kilometers below the surface and extending another 160 kilometers out to the edge of space. This envelope includes the biosphere and is a physiological system, keeping the planet fit for life for over three billion years. Lovelock states that Gaia, that is, the planet Earth, is a self-regulating set of animate and inanimate parts in favor of life. The evolution of organisms and the material world are part of a single story, where life and the physical environment evolve as a single entity.

In the chapter “The Life History of Gaia”, Lovelock presents a history of life on planet Earth, describing some geological eras, the emergence of life and the environmental transformations that occurred on our planet whose different climate regimes occurred several times, depending on the organization of the stars of the Solar System and the Sun’s own activity and that, currently, Gaia’s self-regulation to withstand such events has been affected by human activity. By replacing natural ecosystems with arable areas and emitting greenhouse gases into the atmosphere, human activities interfere with maintaining the global temperature of the planet by increasing heat while removing the systems capable of regulating the global temperature. In the chapter “Forecasts for the Twenty-first Century”, Lovelock states that, from the beginning of the industrial period, around 1850, the average global temperature begins to rise with increasing acceleration, reaching almost 1ºC above the average of the study in the long term. Figure 8 proves Lovelock’s assertion.

Figure 8- Average global temperatures

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Source: http://www.earth-policy.org/indicators/C51/temperature_2014

Lovelock claims the Sun is 0.5°C hotter than it was 55 million years ago and half of the Earth’s forested surface is transformed into arable land, savannah and desert, reducing the capacity for temperature self-regulation. He claims that several greenhouse gases, in addition to methane and carbon dioxide, increase global warming, including CFCs (chlorofluorocarbons), nitrous oxide and others that are products of agriculture and industry. Figure 9 proves this assertion by Lovelock. Lovelock argues that we should expect large weather events affecting only one region, such as temporary floods and heat waves. Even with so much heat, some places on the planet will be pleasant, like the British Isles, however, few of the current billions of human beings will survive today.

Figure 9- Contribution of greenhouse gases to global warming

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Source: https://educacao.uol.com.br/disciplinas/ciencias/efeito-estufa-emissao-excessiva-de-gases-aumenta-temperatura-da-terra.htm

In the chapter “Sources of energy”, Lovelock deals with the most diverse energy sources, such as fossil fuels and renewable sources, but what draws attention is the author defending the use of nuclear energy feared by the disaster that occurred in Chernobyl and Fukushima, arguing that, according to a Swiss report, nuclear energy is 40 times safer than coal or oil energy sources, and safer than hydroelectric (renewable source). Lovelock considers that, among the advantages of using nuclear fission as an energy producer, he exposes that it generates 2 million times less waste than the burning of fossil fuels, and that they would occupy only 6 cubic meters after being discarded and buried. In contrast, the use of fossil fuels produces 27 billion tons of carbon dioxide annually, which would form a mountain of waste over 1.5 kilometers high and 19 kilometers in circumference at its base. He also notes that nuclear reactions are millions of times more energetic than chemical reactions. Lovelock does not recommend the use of nuclear energy as a long-term solution. He sees nuclear energy as a solution to the immediate problem of the need to reduce greenhouse gas emissions from energy sources based on coal, oil and natural gas. Lovelock considers biofuels as a dangerous source of energy, as they are easy to grow and require a large area for this cultivation. So a question arises: if we already produce food on more than half of the planet’s productive land, what will happen to Gaia if we use the rest to produce biofuel?

In the chapter “Chemicals, Foods and Raw Materials”, Lovelock notes that the unrestricted use of pesticides in agriculture causes the death of birds that eat poisoned insects. In many parts of the world, pesticides have been banned or have their uses controlled. This means that there is no more room in agriculture, not just for insects, but also for birds. Lovelock argues that if we are to cut greenhouse gas emissions, we must stop using the Earth’s surface the way it is used by agriculture. Lovelock questions transforming rural regions into renewable energy production sites and its use in the deployment of wind farms and biofuel production to light cities and supply energy for urban transport. Lovelock notes that health authorities in Europe and the United States have considered nitrates in food and water to be health threats. New restrictive regulations were adopted to restrict the use of nitrate as a fertilizer and reduce its presence in food and water. Lovelock draws attention to the acid rain that has occurred in various parts of Europe and has contaminated rivers and lakes, mainly due to the use of coal in the production of electricity. Lovelock defends the thesis that organic food, food produced without fertilizers or pesticides by agribusiness, is the appropriate answer for modern agriculture. He suggests that humanity cannot use more than half of the Earth’s surface for agricultural production, undermining Gaia’s ability to maintain its capacity as a planet. Lovelock asserts that it is our first duty to meet our needs in light of Gaia’s limitation. Lovelock argues that it must be recognized that the Earth’s natural ecosystem regulates the planet’s climate and chemistry and does not merely exist to supply us with food and raw materials.

In the chapter “Technology for a sustainable retreat”, Lovelock shows that there are efforts to use technology to stop climate change by direct intervention at the level of the planet and beyond. There are two main scientific methods: the first to reduce the heat received by the Earth from the Sun, and the second to remove carbon dioxide or other greenhouse gases from the air or sources of combustion. There are proposals such as building a parasol in the space between the Earth and the Sun to displace or disperse the Sun’s light and cool the Earth. This type of solution would only solve half of the problem because carbon dioxide resulting from human activities would continue to grow in abundance. Another proposal is to bury the carbon dioxide in appropriate rocks without the certainty that such storage would be stable and that the gas would not be released into the atmosphere. Another proposal is to extract carbon dioxide from the air and react it with a powder made from an alkaline igneous rock called serpentine whose product would be magnesium carbonate, a stable solid that could be used as a building material and easy to store. Lovelock makes it quite clear that Gaia’s well-being must come before humanity’s well-being because humanity cannot exist without Gaia, that is, without the well-being of planet Earth.

In the chapter “A personal vision of environmentalism”, Lovelock states that the concept of Gaia, a living planet, is essential for a coherent and practical environmentalism. He contests the belief that the Earth should be exploited for the exclusive benefit of humanity and that this false belief causes government policies and programs to encourage business as usual. Lovelock argues that there are few, even among climate scientists and ecologists, who fully admit the potential severity, imminence, of a catastrophic global disaster. Lovelock claims that Gaia Theory is provisional and the basis for a coherent and practical environmentalism, even if Gaia Theory is provisional and will be replaced by a more complete view of Earth. Today, this theory is like the seed of an instinctive environmentalism that can reveal planetary health or disease and help keep the world healthy. He claims that the root of humanity’s problems with the environment lies in the lack of restriction on world population growth. Furthermore, Lovelock asserts that more than half of the Earth’s population lives in cities that almost never see, feel or hear the natural world and that the obligation of environmentalists is to convince them that the real world is the living Earth and that they and their cities are part of this real world and everything is dependent on their existence. According to the UN, currently 55% of the world’s population lives in urban areas and the expectation is that this proportion will increase to 70% by 2050. He considers that nuclear energy, although feared, is a necessary remedy and that our survival as a species it is totally dependent on Gaia, ie planet Earth.

In the chapter “Beyond the Terminal”, Lovelock states that Gaia, the living Earth, is old and not as strong as it was two billion years ago. Gaia struggles to keep the Earth cool enough for its myriad life forms against the inevitable increase in heat from the Sun. However, despite their difficulties, one of the life forms, the humans, have been trying to dominate the Earth for their exclusive benefit. He shows that it is time to retreat, because while we do not decide what to do with natural resources and energy, they are becoming scarce. Furthermore, he points out that Gaia acts as a nurturing mother, but is cruel to transgressing children. A tolerable future would likely await us, but it is unwise to ignore the possibility of disaster. One thing to do to reduce catastrophe, as Lovelock suggests, would be to write a guide to help survivors rebuild civilization without repeating the mistakes of the past. Such material composed of a philosophical and scientific compendium sufficiently complete, clear and respectable, should be spread in every home, school, library or place of worship, so that it will be available to everyone, whatever happens.

REFERENCE

1.    ALCOFORADO, Fernando. Como evitar a extinção da humanidade de ameaças provocadas pelo planeta Terra e pelos seres humanos. Available on the website <https://www.academia.edu/83922670/COMO_EVITAR_A_EXTIN%C3%87%C3%83O_DA_HUMANIDADE_DE_AMEA%C3%87AS_PROVOCADAS_PELO_PLANETA_TERRA_E_PELOS_SERES_HUMANOS>.

2.     CIENTEC USP. O Núcleo da Terra está esfriando mais rápido do que se esperava. Available on the website <https://www.parquecientec.usp.br/publicacoes/o-nucleo-da-terra-esta-esfriando-mais-rapido>.

3.    INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. A Terra tem seu próprio mecanismo regulador de temperatura. Available on the website <https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=a-terra-tem-seu-proprio-mecanismo-regulador-temperatura&id=010125221122#.ZBBb_nbMI2w>.

4.    A CIÊNCIA EXPLICA. Feedback climático e os micro-organismos do solo. Available on the website <http://www.cienciaexplica.com.br/2019/12/19/feedback-climatico-micro-solo/>.

5.    WIKIPEDIA. James Lovelock. Available on the website <https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Lovelock>.

6.     WIKIPEDIA. Gaia (mitologia). Available on the website <https://pt.wikipedia.org/wiki/Gaia_(mitologia)>.

7.    BRASIL ESCOLA. A hipótese Gaia. Available on the website <https://brasilescola.uol.com.br/biologia/hipotese-gaia.htm>.

8.    LOVELOCK, James. The Revenge of Gaia. London: Penguin Books, 2007.

* Fernando Alcoforado, awarded the medal of Engineering Merit of the CONFEA / CREA System, member of the Bahia Academy of Education, of the SBPC- Brazilian Society for the Progress of Science and of IPB- Polytechnic Institute of Bahia, engineer and doctor in Territorial Planning and Regional Development from the University of Barcelona, university professor (Engineering, Economy and Administration) and consultant in the areas of strategic planning, business planning, regional planning, urban planning and energy systems, was Advisor to the Vice President of Engineering and Technology at LIGHT S.A. Electric power distribution company from Rio de Janeiro, Strategic Planning Coordinator of CEPED- Bahia Research and Development Center, Undersecretary of Energy of the State of Bahia, Secretary of Planning of Salvador, is the author of the books Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade(Editora CRV, Curitiba, 2022), a chapter in the book Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Florida, United States, 2022) and How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023).

O PLANETA TERRA COMO UM SISTEMA QUE OPERA COMO UM ORGANISMO VIVO

Fernando Alcoforado*

Este artigo tem por objetivo demonstrar o funcionamento do Planeta Terra como sistema e apresentar como o planeta Terra se comporta de acordo com a Hipótese de Gaia formulada pelo cientista James Lovelock que descreve a Terra como um sistema que opera como um organismo vivo. Sistema é um conjunto integrado de componentes inter-relacionados e interdependentes que buscam a consecução de um objetivo. Um sistema é um conjunto formado por componentes organizados que interagem de tal forma que as propriedades do conjunto não se podem deduzir por completo das propriedades das partes. Os sistemas reais compreendem trocas de energia, informação ou matéria com o seu entorno. A Teoria Geral de Sistemas é o estudo interdisciplinar que procura identificar as propriedades comuns a estas entidades. O seu desenvolvimento começou em meados do século XX, com os estudos do biólogo austríaco Ludwig von Bertalanffy. É considerada como uma metateoria (teoria de teorias) que parte do conceito abstrato de sistema para encontrar regras de valor geral. Há, dentro do conceito de sistema, o de subsistema, que se trata de um sistema dentro de outro sistema maior do que o anterior. Ainda, esse sistema maior pode ser integrante de um supersistema.

1.    O planeta Terra como um sistema

O planeta Terra é um sistema que faz parte de uma sistema maior que é o sistema solar que se caracteriza como um grupo de planetas, pequenos corpos celestes, satélites naturais, etc., que estão sob o domínio gravitacional de uma estrela como o Sol (Figura 1). Por sua vez, o sistema solar integra uma sistema maior que é o da Galáxia Via Láctea (Figura 2) que, por, sua vez, integra um sistema maior que é o Universo (Figura 3). A Terra é um sistema aberto porque estabelece trocas energéticas com o Universo, sofre o efeito gravitacional da Lua (Figura 4), do Sol e dos planetas do sistema solar, recebe energia emanada do Sol, que é utilizada em vários de seus processos biológicos e geológicos e perde energia para o espaço sob a forma de calor.

Figura 1- Planetas do sistema solar

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Fonte: https://www.infoescola.com/astronomia/planetas-do-sistema-solar/

Figura 2- O Sistema Solar na Via Láctea

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Fonte: https://intranet.policiamilitar.mg.gov.br/conteudoportal/uploadFCK/ctpmbarbacena/18112016154909899.pdf

Figura 3- Universo visto da Terra

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Mapa do Universo observável da Terra com os notáveis objetos astronômicos conhecidos hoje. Os corpos celestes aparecem ampliados para apreciar sua forma.

Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Universo

Figura 4- Como funciona o Sistema Terra-Lua

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Fonte: https://moonblink.info/Eclipse/why/solsys

O mecanismo externo da Terra é conduzido pela energia emanada do Sol. O calor solar energiza os oceanos e a atmosfera e é responsável pelas nossas condições climáticas. Chuva, gelo e vento erodem montanhas e moldam a paisagem, enquanto a forma do relevo muda o clima.

O sistema Terra é composto por suas estruturas interna (Figura 5) e externa (Figura 6). A estrutura interna da Terra é formada pela litosfera ou crosta, manto e os núcleos interno e externo [1].

Figura 5- Estrutura interna do planeta Terra

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Fonte: https://www.todamateria.com.br/litosfera/

A Terra é governada pela energia térmica confinada internamente durante sua formação. Esse calor interior influencia os movimentos no manto e no núcleo, fornecendo energia para fundir rochas, movimentar continentes e soerguer montanhas. A crosta é uma fina camada com cerca de 70 km de espessura. Ela contém materiais relativamente leves e com temperaturas de fusão baixas. A maioria desses materiais é formada por elementos de silício, ferro, alumínio, magnésio, cálcio, sódio e potássio combinados com oxigênio. O manto está localizado entre a crosta e o núcleo externo da Terra com temperaturas que chegam a 2.000°C. Essa região forma a maior parte sólida do planeta. A camada abrange profundidades que vão desde 70 a 2.891 km e consiste em rochas com densidade intermediária, em sua maioria compostas por elementos como oxigênio, magnésio, ferro e silício. Entre o manto e o núcleo interno está o núcleo externo que é formado por ferro e outros elementos pesados, como níquel, e está no estado líquido. É nessa região que o campo magnético da Terra é formado, devido à movimentação do fluido. O núcleo interno tem a mesma composição química do núcleo externo com temperatura de cerca de 6.000ºC. Nessa porção central, ele é sólido e vai a uma de uma profundidade de aproximadamente 5.150 km até o ponto central da Terra (6.731 km). O motivo para o núcleo interno ser sólido é a pressão existente nessa região que é muito elevada e faz com que o ferro não consiga se fundir [1].

A estrutura externa da Terra é constituída pela litosfera, atmosfera, hidrosfera e biosfera [1].

Figura 6- Estrutura externa do planeta Terra

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Fonte: https://ensinomedio01.wordpress.com/7_estrutura_externa/

A litosfera corresponde à crosta terrestre. Litosfera ou crosta é a camada superficial sólida do nosso planeta, sendo composta pelas rochas, pelo solo e pelas formas de relevo. Acima da litosfera, estão as camadas gasosa (atmosfera) e líquida (hidrosfera). Já o conjunto de todos os ecossistemas do planeta Terra forma a biosfera. A biosfera, atmosfera e hidrosfera são interdependentes. Os ciclos climáticos e hídricos entre a atmosfera e a hidrosfera compõem a biosfera. Atmosfera é a camada gasosa que envolve o nosso planeta, acompanhando seus movimentos e unida a ele pela ação da gravidade. Essa estrutura é formada por uma mistura de gases que compõe o ar e é indispensável para a existência dos animais e vegetais que habitam a Terra. Como atua na manutenção do equilíbrio térmico do planeta, a atmosfera fornece o oxigênio necessário à respiração, permite a transmissão do som, a combustão e absorve grande parte da radiação emitida pelo Sol. Isso é muito importante, pois apenas a energia necessária à vida chega até a superfície terrestre. A maior parte da atmosfera é composta por nitrogênio (78%)seguida por oxigênio (21%) e gás carbônico (1%). Apenas uma pequena parte da sua composição apresenta vapor de água e outros gases. É nela que habitamos, construímos nossas sociedades, cultivamos nossos alimentos e realizamos nossas práticas econômicas. Hidrosfera é a camada de água da Terra, sendo composta pelos rios, lagos, oceanos e mares, além da umidade presente e que também influencia o clima. A existência de água no nosso planeta é de vital importância para a manutenção da vida. Biosfera é a camada da vida, envolvendo todos os seres que habitam o nosso planeta, o que inclui obviamente os seres humanos. A biosfera só pode existir a partir da combinação atmosfera e hidrosfera.

Na Terra existem duas fontes principais de energia: uma fonte de energia externa e uma fonte de energia interna. A fonte de energia externa que mais diretamente influencia a Terra é a energia que irradia do Sol. A energia solar ativa o movimento atmosférico, impulsiona o ciclo da água, proporciona o calor necessário às reações químicas que afetam as rochas superficiais, mantém uma temperatura consentânea com a manutenção da vida e é utilizada pelos seres vivos através da fotossíntese. A fonte de energia interna diz respeito ao calor que é emanado do núcleo interno e externo do planeta Terra que contribuem decisivamente para o estado das rochas, assim como para a formação do magma encontrado na camada do manto terrestre que é a camada intermediária e tem como característica sua influência em processos importantes da dinâmica terrestre, como o vulcanismo e o tectonismo. O núcleo interno terrestre é responsável pela formação do campo magnético terrestre que exerce o papel de proteger a Terra dos ventos solares, já que, ao alcançarem o campo magnético terrestre, essas partículas são ionizadas e ricocheteadas.

É oportuno observar que o campo magnético da Terra é de suma importância para a manutenção da vida e da comunicação terrestres, já que ele consegue evitar a entrada das partículas solares, as quais, caso não fossem desviadas por ele, danificariam a camada de ozônio, desprotegendo a Terra da radiação ultravioleta e dificultando a comunicação através das ondas de rádio, televisão, internet, entre outros. Além disso, diversos animais migram ou orientam as suas necessidades com base no campo magnético da Terra, como os pombos. O campo magnético da Terra também permitiu a invenção das bússolas, ferramentas de localização espacial que, no passado, contribuíram para a expansão marítima. Pesquisas recentes revelam que o núcleo da Terra está se esfriando mais rapidamente nos últimos anos [2]. O esfriamento do núcleo da Terra vem ocorrendo desde sua formação, há bilhões de anos, porém, a perda de calor aumentou sua velocidade consideravelmente nos últimos tempos. É o que informa uma publicação da revista científica americana Earth and Planetary Science Letters. Pesquisadores do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique (ETH) e da Carnegie Institution for Science, nos Estados Unidos, descobriram que o núcleo terrestre está esfriando mais rápido que o previsto.

É importante observar que quando o núcleo da Terra esfriar, o campo magnético terrestre, essencial para a vida em nosso planeta, ficará muito enfraquecido ou desaparecerá por completo. A radiação solar com partículas carregadas emitidas pelo Sol nos atingirá diretamente e irá deteriorar nossa atmosfera. A água só é líquida em condições normais de temperatura e pressão. Sem a atmosfera, a pressão do ar cai e a temperatura sobe por causa da exposição direta à radiação solar. Isso iria aumentar a evaporação da água, e com o tempo os oceanos seriam reduzidos a lagos, que virariam lagoas. Ou seja, a água ficaria muito escassa, se não desaparecesse completamente. A Terra então se tornaria uma bola rochosa, sem água, sem ar e sob temperaturas altíssimas. A perda de calor no núcleo terrestre pode fazer a Terra se esfriar como um todo, transformando-se em um planeta totalmente frio, inativo e sem possibilidade de vida. A Terra então se tornaria uma bola rochosa, sem água, sem ar e sob temperaturas altíssimas algo parecido com o que Marte é hoje. Trata-se do fenômeno da entropia que equivale à perda de energia, à desordem do sistema Terra.

Como todo sistema, o planeta Terra possui mecanismos de feedback e controle que é o conjunto de respostas produzidas pelo sistema diante de desequilíbrios existentes. A Terra tem, por exemplo, seu próprio mecanismo de feedback e controle regulador de temperatura. É por intermédio do mecanismo de feedback e controle que ocorre, por exemplo, a regulação e o controle da temperatura do planeta Terra. Graças a este controle, é possível garantir a harmonia dos subsistemas que compõem o planeta Terra e, consequentemente, a homeostase, isto é, o equilíbrio do meio interno do sistema terrestre. O clima da Terra passou por muitas grandes mudanças, desde o vulcanismo global até as eras glaciais, algumas induzidas localmente, outras frutos de mudanças dramáticas na radiação solar e, no entanto, a vida se manteve sempre florescente ao longo dos últimos 3,7 bilhões de anos. Um novo estudo encontrou uma explicação para essa incrível resiliência da vida na Terra. Nosso planeta tem seu próprio mecanismo de “retroalimentação estabilizadora” que vem atuando ao longo de centenas de milhares de anos para trazer o clima de volta quando ele chega ao limite, mantendo as temperaturas globais dentro de uma faixa estável e habitável [3].

Como o planeta Terra consegue manter as temperaturas globais dentro de uma faixa estável e habitável? Isto se faz por meio de um mecanismo chamado “intemperismo de silicato”, um processo geológico pelo qual o intemperismo lento e constante das rochas ricas em silicato envolve reações químicas que, em última análise, retiram o dióxido de carbono (CO2) da atmosfera e o direciona para os sedimentos oceânicos, prendendo o gás nas rochas [3]. Os cientistas suspeitam há muito que o intemperismo de silicato desempenha um papel importante na regulação do ciclo de carbono da Terra que pode fornecer uma força geologicamente constante para manter o dióxido de carbono e as temperaturas globais sob controle. Constantin Arnscheidt e Daniel Rothman, do MIT, basearam seu estudo em dados paleoclimáticos que registram mudanças nas temperaturas médias globais nos últimos 66 milhões de anos. Eles então aplicaram uma análise matemática para ver se os dados revelariam algum padrão característico de fenômenos estabilizadores que pudessem controlar as temperaturas globais em uma escala de tempo geológica. Eles descobriram que, de fato, os dados mostram um padrão consistente no qual as oscilações de temperatura da Terra são amortecidas em escalas de tempo de centenas de milhares de anos. A duração desse efeito é semelhante às escalas de tempo nas quais o intemperismo de silicato parece operar. Estes pesquisadores foram os primeiros a usar dados reais para confirmar a existência de um feedback estabilizador, cujo mecanismo é provavelmente o intemperismo de silicato. Esse feedback estabilizador explicaria como a Terra permaneceu habitável mesmo com os eventos climáticos dramáticos do passado geológico do planeta, dizem os cientistas. Arnscheidt afirma que por meio desse feedback estabilizador será possível arrefecer o aquecimento global de hoje que não será rápido o suficiente para resolver nossos problemas atuais de aquecimento global porque levará centenas de milhares de anos para isso acontecer [3].

Novo estudo publicado na revista Nature Climate Change apresenta boas notícias sobre um possível ciclo de feedback climático [4]. Pesquisadores observaram a atividade microbiana e a dinâmica do solo por um longo período, e foram capazes de ver como os micro-organismos poderiam responder às mudanças climáticas no mundo real. O que é feedback climático? Feedback climático é um processo que amplifica ou reduz a força climática, podendo ser positivo ou negativo. O feedback climático positivo é tudo aquilo que adiciona calor a atmosfera e feedbacks negativos são processos que compensam o aquecimento. Por exemplo, os oceanos e a terra absorvem CO2 como parte do ciclo do carbono. Os solos são de longe o maior reservatório de material orgânico da Terra, contendo mais de três vezes o carbono atualmente presente na atmosfera, como dióxido de carbono. Micro-organismos no solo são responsáveis por digerirem material orgânico morto, convertendo-o em gases de efeito estufa, como dióxido de carbono (CO2). Esses micro-organismos se tornam mais ativos com temperaturas quentes, o que levou à preocupação de que temperaturas mais altas associadas às mudanças climáticas poderiam levar a um ciclo vicioso, onde os solos quentes levam a micro-organismos mais ativos, que causam ainda mais emissões de gases de efeito estufa [4].

Neste estudo foi descoberto que, mesmo após aquecimento prolongado, os micro-organismos ainda liberavam carbono rapidamente quando aquecidos, portanto não se adaptavam a temperaturas mais altas. Contudo, também foi descoberto que havia muito menos micro-organismos em solos aquecidos. Logo, assim como o carbono era perdido do solo sob aquecimento, a quantidade de biomassa microbiana também diminuía, o que levou a uma desaceleração percebida da atividade microbiana ao longo do tempo. Os cientistas combinaram as descobertas experimentais com modelagem matemática para desenvolver um novo conceito de resposta microbiana ao aquecimento do solo, o que poderia ajudar a melhorar as previsões nos modelos climáticos globais. Foi usado um modelo matemático para testar se um sistema de solo aquecido que pode chegar a um novo estado estacionário que evita mais perda de carbono do solo, mesmo sem aclimatação dos próprios micro-organismos do solo. Este modelo se encaixa bem com as observações representando um passo importante para uma melhor compreensão do feedback dos solos ao aquecimento global, segundo Christina Kaiser, líder do grupo na Universidade de Viena e pesquisadora convidada no Programa de Evolução e Ecologia do IIASA [4].

2.    A Terra como um sistema que opera como um organismo vivo

O cientista britânico James Lovelock, falecido em 2022 aos 103 anos, desenvolveu a popular Hipótese de Gaia articulada com a colaboração de Lynn Margulis, para explicar o comportamento sistêmico do planeta Terra [5]. Lovelock escreveu três livros sobre este assunto: A New Look at Life on EarthThe Ages of Gaia e Gaia- The Practical Science of Planetary Medicine. É oportuno observar que Lovelock obteve em 1948 um PhD em medicina na London School of Hygiene and Tropical Medicine, realizou pesquisas na Universidade de Yale, Baylor University College of Medicine, e Harvard University e inventou muitos instrumentos científicos utilizados pela NASA para análise de atmosferas extraterrestres e superfície de planetas, além de inventar em 1958 o Detector de Captura de Elétrons, que auxiliou nas descobertas sobre a persistência do CFC (Cloro Fluor Carbono) e seu papel no empobrecimento da camada de ozônio. Ao formular a Hipótese de Gaia, a partir dos anos 1960, Lovelock começou a desenvolver uma hipótese científica, postulando que os organismos vivos modificam seu ambiente inorgânico de maneira favorável à sua sobrevivência, formando juntos um sistema complexo e autorregulado que funciona de maneira semelhante a um único organismo vivo [5].

É importante observar que Gaia na mitologia grega, é a Mãe-Terra, como elemento primordial e latente de uma potencialidade geradora imensa [6]. Gaia é a personificação do planeta Terra, representada como uma mulher gigantesca e poderosa. Em homenagem à deusa grega, a Teoria de Gaia (também conhecida como Hipótese de Gaia) foi criada pelo cientista britânico James E. Lovelock [7]. Nela o cientista descreve o planeta Terra como um organismo vivo, que apresenta algumas características como a atmosfera com química e a capacidade para manter e alterar suas condições ambientais – o que não acontece com outros planetas do sistema solar (Figura 7). A Hipótese de Gaia foi duramente criticada em seu aparecimento, mas com o passar do tempo seus elementos mais essenciais foram largamente aceitos pela comunidade científica. A Hipótese de Gaia permanece em parte controversa, mas abriu todo um novo campo de estudos interdisciplinares nas Ciências da Terra e contribuiu para a formação de uma visão holística da vida e de sua evolução no planeta, afastando-se do mecanicismo clássico. A relevante contribuição à ciência dada através da Hipótese de Gaia lhe valeu a prestigiada Medalha Wollaston da Sociedade Geológica de Londres. Em sua obra The Revenge of Gaia (A Vingança de Gaia) [8], Lovelock defende a Teoria de Gaia no âmbito da mudança climática global. Com uma abordagem de fácil entendimento e uma visão multidisciplinar, o livro é composto por nove capítulos, sendo eles os seguintes: The State of the Earth (O estado da Terra), What is Gaia? (O que é Gaia?); The Life History of Gaia (História da vida de Gaia); Forecasts for the Twenty-first Century (Previsões para o século XXI), Sources of Energy (Fontes de energia); Chemicals, Food and Raw Materials (Produtos químicos, alimentos e matérias-primas); Technology for a Sustainable Retreat (Tecnologia para uma retirada sustentável); A Personal View of Environmentalism (Uma visão pessoal do ambientalismo) e Beyond the Terminus (Além do terminal).

Figura 7- A Hipótese de Gaia

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Fonte: https://journalsofindia.com/gaia-hypothesis/

No capítulo “O estado da Terra”, Lovelock alerta que o planeta tem sido vítima da ação humana que se encontra como um paciente febril. Lovelock afirma que o possível estado mais quente do planeta tumultuaria os mundos político e comercial. As importações de alimentos, combustível e matérias-primas tornar-se-ão difíceis, pois fornecedores poderão estar assolados por secas ou enchentes. Lovelock afirma que poderemos nos defrontar com a extinção de espécies animais e que, como parte do sistema, assim como afetamos o meio, também somos afetados. No capítulo “O que é Gaia?”, Lovelock afirma que o planeta Terra seria como um invólucro esférico de matéria que envolve o interior incandescente do planeta, começando onde as rochas encontram o magma, cerca de 160 quilômetros abaixo da superfície e avançando outros 160 quilômetros para fora, até a fronteira com o espaço. Este invólucro inclui a biosfera e é um sistema fisiológico, mantendo o planeta adequado à vida há mais de três bilhões de anos. Lovelock afirma que Gaia, isto é, o planeta Terra é um conjunto de partes animadas e inanimadas que se autorregula a favor da vida. A evolução dos organismos e a do mundo material é parte de uma só história, onde a vida e o ambiente físico evoluem como entidade única.

No capítulo “História da vida de Gaia”, Lovelock apresenta um histórico da vida do planeta Terra, descrevendo algumas eras geológicas, o surgimento da vida e as transformações ambientais ocorridas em nosso planeta cujos regimes climáticos diferentes ocorreram por diversas vezes, dependendo da organização dos astros do Sistema Solar e da própria atividade do Sol e que, na atualidade, a autorregulação de Gaia para suportar tais acontecimentos tem sido afetada pela atividade humana. Ao substituir ecossistemas naturais por áreas agricultáveis e emitir gases de estufa para a atmosfera, as atividades humanas interferem na manutenção da temperatura global do planeta aumentando o calor ao mesmo tempo em que remove os sistemas capazes de regular a temperatura global. No capítulo “Previsões para o século XXI”, Lovelock afirma que, a partir do início do período industrial, por volta de 1850, a temperatura média global começa a subir com uma aceleração crescente, atingindo quase 1ºC acima da média do estudo em longo prazo.  A Figura 8 comprova a afirmação de Lovelock.

Figura 8- Temperaturas globais médias

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Fonte: http://www.earth-policy.org/indicators/C51/temperature_2014

Lovelock afirma que o Sol está 0,5ºC mais quente que há 55 milhões de anos e a metade da superfície florestada da Terra está transformada em terra cultivável, cerrado e deserto, reduzindo a capacidade de autorregulação da temperatura. Ele afirma que vários gases de efeito estufa, além do metano e do dióxido de carbono, aumentam o aquecimento global, entre eles os CFCs (clorofluorocarbonetos), óxido nitroso e outros que são produtos da agricultura e da indústria. A Figura 9 comprova esta afirmação de Lovelock. Lovelock afirma que devemos esperar eventos meteorológicos de grandes proporções afetando apenas uma região, como enchentes temporárias e ondas de calor. Mesmo com tanto calor, alguns locais do planeta serão agradáveis, como as Ilhas Britânicas, porém, poucos dos atuais bilhões de seres humanos de hoje sobreviverão.

Figura 9- Contribuição dos gases do efeito estufa ao aquecimento global

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Fonte: https://educacao.uol.com.br/disciplinas/ciencias/efeito-estufa-emissao-excessiva-de-gases-aumenta-temperatura-da-terra.htm

No capítulo “Fontes de energia”, Lovelock trata das mais diversas fontes energéticas, como os combustíveis fósseis e as fontes renováveis, mas o que chama atenção é o autor defender o uso da energia nuclear temida pelo desastre que ocorreu em Tchernobil e Fukushima argumentando que, conforme um relatório suíço, a energia nuclear é 40 vezes mais segura do que as fontes energéticas do carvão ou petróleo, e mais segura do que hidrelétricas (fonte renovável). Lovelock considera que, entre as vantagens do uso da fissão nuclear como produtora de energia, expõe que ela gera 2 milhões de vezes menos resíduos do que a queima de combustíveis fósseis, e que ocupariam somente 6 metros cúbicos após descartados e soterrados. Diferentemente, o uso de combustíveis fósseis produz 27 bilhões de toneladas de dióxido de carbono anualmente, o que formaria uma montanha de resíduos com mais de 1,5 quilômetros de altura por 19 quilômetros de circunferência em sua base. Observa, ainda, que as reações nucleares são milhões de vezes mais energéticas do que as reações químicas. Lovelock não recomenda o uso da energia nuclear como uma solução a longo prazo. Ele vê a energia nuclear como solução para enfrentar o problema imediato da necessidade de reduzir a emissão de gases do efeito estufa realizada por fontes de energia baseadas no carvão, petróleo e gás natural. Lovelock considera os biocombustíveis como uma fonte de energia perigosa, pois são fáceis de cultivar e demandam uma área extensa para este cultivo. Então surge uma indagação: se já produzimos alimentos em mais da metade da terra produtiva do planeta, o que acontecerá com Gaia se utilizarmos o restante para produzir biocombustível?

No capítulo “Produtos químicos, alimentos e matérias-primas”, Lovelock observa que o uso irrestrito de pesticidas na agricultura faz com que haja a morte de pássaros que comem insetos envenenados. Em muitas partes do mundo, os pesticidas foram banidos ou têm seus usos controlados. Isto significa que não há mais espaço na agricultura, não apenas para os insetos, mas também para os pássaros. Lovelock afirma que se temos que cortar as emissões de gases do efeito estufa, temos de deixar de usar a superfície da Terra da forma como ela usada pela agricultura. Lovelock questiona transformar as regiões rurais em locais de produção de energia renovável e seu uso na implantação de fazendas eólicas e de produção de biocombustíveis para iluminar as cidades e suprir de energia o transporte urbano. Lovelock observa que autoridades de saúde na Europa e nos Estados Unidos considerou o nitrato em alimentos e na água como ameaças à saúde. Nova regulamentação restritiva foi adotada para restringir o uso do nitrato como fertilizante e reduzir sua presença nos alimentos e na água. Lovelock chama a atenção para a chuva ácida que tem ocorrido em várias partes da Europa e tem contaminados rios e lagos devido, sobretudo, ao uso do carvão na produção de eletricidade. Lovelock defende a tese de que o alimento orgânico, alimento produzido sem fertilizantes ou pesticidas pelo agronegócio é a resposta apropriada para a agricultura moderna. Ele sugere que a humanidade não pode utilizar mais de metade da superfície da Terra na produção agropecuária prejudicando a capacidade de Gaia de manter sua capacidade como planeta. Lovelock afirma que é nosso primeiro dever atender nossas necessidades levando em conta a limitação de Gaia. Lovelock afirma que é preciso reconhecer que o ecossistema natural da Terra regula o clima e a química do planeta e não existe meramente para nos suprir de alimentos e matérias primas.     

No capítulo “Tecnologia para uma retirada sustentável”, Lovelock mostra que há esforços para o uso da tecnologia para parar a mudança climática por intervenção direta ao nível do planeta e fora dele. Há dois principais métodos científicos: o primeiro para reduzir o calor recebido pela Terra do Sol e, o segundo, para remover o dióxido de carbono ou outros gases do efeito estufa do ar ou das fontes de combustão. Há propostas como a de construir no espaço entre a Terra e o Sol um guarda-sol para deslocar ou dispersar a luz do Sol e esfriar a Terra. Este tipo de solução resolveria apenas a metade do problema porque o dióxido de carbono resultante das atividades humanas continuaria a crescer em abundância. Outra proposta é a de enterrar o dióxido de carbono em rochas apropriadas sem a certeza de que tal armazenamento seria estável e que o gás não seria liberado para a atmosfera. Outra proposta é a de extrair o dióxido de carbono do ar e reagir com um pó feito de uma rocha ígnea alcalina chamada serpentina cujo produto seria o carbonato de magnésio, um sólido estável, que poderia ser usado como material de construção e fácil de ser armazenado. Lovelock deixa bastante claro que o bem estar de Gaia deve vir antes do bem estar da humanidade porque esta não pode existir sem Gaia, isto é, sem o bem estar do planeta Terra.    

No capítulo “Uma visão pessoal do ambientalismo”, Lovelock afirma que o conceito de Gaia, um planeta vivo, é essencial para um coerente e prático ambientalismo. Ele contesta a crença de que a Terra deve ser explorada em benefício exclusivo da humanidade e que esta falsa crença faz com que políticas e programas governamentais incentivem os negócios como sempre ocorreram. Lovelock afirma que são poucos, mesmo entre os cientistas do clima e ecologistas que admitem plenamente o potencial de severidade, de iminência, de um desastre catastrófico global. Lovelock afirma que a Teoria de Gaia é provisória sendo a base para um ambientalismo coerente e prático, mesmo que a Teoria de Gaia seja provisória e venha a ser substituída por uma visão mais completa da Terra. Mas, na atualidade, essa teoria é como a semente de um ambientalismo instintivo, que possa revelar a saúde ou a doença planetária e ajudar a manter o mundo saudável. Ele afirma que a raiz dos problemas da humanidade com o meio ambiente reside na falta de restrição ao crescimento da população mundial. Além disso, Lovelock afirma que mais da metade da população da Terra vive nas cidades que quase nunca veem, sentem ou ouvem o mundo natural e que a obrigação dos ambientalistas é a de convencê-las de que o mundo real é a Terra viva e que eles e suas cidades são parte deste mundo real e que tudo é dependente de sua existência. Segundo a ONU, atualmente 55% da população mundial vive em áreas urbanas e a expectativa é de que esta proporção aumente para 70% até 2050. Ele considera que a energia nuclear, apesar de temida, é um remédio necessário e que nossa sobrevivência como espécie é totalmente dependente de Gaia, isto é do planeta Terra.

No capítulo “Além do terminal”, Lovelock afirma que Gaia, a Terra viva, é velha e não tão forte como foi há dois bilhões de anos atrás. Gaia luta para manter a Terra fria o suficiente para sua miríade de formas de vida contra o aumento inevitável do calor proveniente do Sol. Porém, apesar de suas dificuldades, uma das formas de vida, os humanos, têm tentado dominar a Terra para seu exclusivo benefício. Ele mostra que é hora de recuar, pois enquanto não decidimos o que fazer dos recursos naturais e da energia eles estão se tornando escassos. Além disso, destaca que Gaia age como uma mãe acalentadora, mas é cruel com os filhos transgressores. Um provável futuro tolerável estaria nos aguardando, mas é insensato ignorar a possibilidade do desastre. Algo a ser feito para reduzir a catástrofe, como sugere Lovelock, seria escrever um guia para ajudar os sobreviventes a reconstruir a civilização sem repetir os erros do passado. Tal material composto de um compêndio filosófico e científico suficientemente completo, claro e respeitável, deveria ser espalhado em cada lar, escola, biblioteca ou local de culto para, assim, estar ao alcance de todos aconteça o que acontecer.

REFERÊNCIA

1.    ALCOFORADO, Fernando. Como evitar a extinção da humanidade de ameaças provocadas pelo planeta Terra e pelos seres humanos. Disponível no website <https://www.academia.edu/83922670/COMO_EVITAR_A_EXTIN%C3%87%C3%83O_DA_HUMANIDADE_DE_AMEA%C3%87AS_PROVOCADAS_PELO_PLANETA_TERRA_E_PELOS_SERES_HUMANOS>.

2.    CIENTEC USP. O Núcleo da Terra está esfriando mais rápido do que se esperavaDisponível no website <https://www.parquecientec.usp.br/publicacoes/o-nucleo-da-terra-esta-esfriando-mais-rapido>.

3.    INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. A Terra tem seu próprio mecanismo regulador de temperatura. Disponível no website <https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=a-terra-tem-seu-proprio-mecanismo-regulador-temperatura&id=010125221122#.ZBBb_nbMI2w>.

4.    A CIÊNCIA EXPLICA. Feedback climático e os micro-organismos do solo. Disponível no website <http://www.cienciaexplica.com.br/2019/12/19/feedback-climatico-micro-solo/>.

5.    WIKIPEDIA. James Lovelock. Disponível no website <https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Lovelock>.

6.     WIKIPEDIA. Gaia (mitologia). Disponível no website <https://pt.wikipedia.org/wiki/Gaia_(mitologia)>.

7.    BRASIL ESCOLA. A hipótese Gaia. Disponível no website <https://brasilescola.uol.com.br/biologia/hipotese-gaia.htm>.

8.    LOVELOCK, James. The Revenge of Gaia. London: Penguin Books, 2007.

* Fernando Alcoforado, 83, condecorado com a Medalha do Mérito da Engenharia do Sistema CONFEA/CREA, membro da Academia Baiana de Educação, da SBPC- Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência e do IPB- Instituto Politécnico da Bahia, engenheiro e doutor em Planejamento Territorial e Desenvolvimento Regional pela Universidade de Barcelona, professor universitário (Engenharia, Economia e Administração) e consultor nas áreas de planejamento estratégico, planejamento empresarial, planejamento regional e planejamento de sistemas energéticos, foi Assessor do Vice-Presidente de Engenharia e Tecnologia da LIGHT S.A. Electric power distribution company do Rio de Janeiro, Coordenador de Planejamento Estratégico do CEPED- Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Bahia, Subsecretário de Energia do Estado da Bahia, Secretário do Planejamento de Salvador, é autor dos livros Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018, em co-autoria), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia ao longo da história e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade (Editora CRV, Curitiba, 2022), de capítulo do livro Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Florida, United States, 2022) e How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023).

COMMENT LE GOUVERNEMENT DU BRÉSIL PEUT RENDRE LES VILLES BRÉSILIENNES DURABLES ET INTELLIGENTES

Fernando Alcoforado*

Cet article vise à présenter comment le gouvernement brésilien peut rendre les villes brésiliennes écologiquement durables et intelligentes. La ville atteindra la condition de durable lorsqu’elle contribuera au bien-être de sa population, qui est son objectif principal sans nuire à l’environnement. Chaque ville atteint la condition de ville intelligente lorsque ses gestionnaires la considèrent comme un système et utilisent les technologies de l’information dans son processus de planification et de contrôle, en comptant sur le soutien efficace de sa population.

1. Comment rendre les villes brésiliennes durables

Les villes durables sont celles qui ont une politique de développement économique et social compatible avec le milieu naturel. Pour atteindre la condition de durabilité, la ville contemporaine doit favoriser le bien-être social de sa population en assurant l’approvisionnement en eau et en énergie, les intrants industriels et la nourriture en quantité et en qualité pour sa population, en assurant une collecte et une élimination adéquates et le recyclage des déchets solides domestiques et industriels, le traitement des déchets solides et liquides, la réalisation d’un assainissement de base dans tout l’espace urbain, le suivi et l’adoption de mesures pour atténuer la pollution de l’air, du sol et de l’eau, la fourniture de transports publics urbains modernes et de qualité, l’entretien de l’ensemble de l’espace urbain pour la bénéfice de la population, offrant des services de santé et d’éducation publique de qualité à l’ensemble de la population et favorisant les conditions de création d’emplois et de revenus, ainsi que l’obtention d’un logement pour l’ensemble de la population.

En favorisant le bien-être social de sa population, une ville durable doit également avoir des politiques claires et complètes d’assainissement, de collecte et de traitement des ordures ménagères ; la gestion de l’eau, avec collecte, traitement, économie et réutilisation ; des systèmes de transport qui privilégient le transport de masse avec qualité et sécurité ; les actions de préservation et d’extension des espaces verts et l’utilisation d’énergies propres et renouvelables ; et, surtout, une administration publique transparente partagée avec la société civile organisée. Les villes durables doivent être guidées par la planification et le contrôle de l’utilisation des sols, afin d’éviter la dégradation des ressources naturelles. Ce qui caractérise une ville durable, c’est aussi le droit de la population au foncier urbain, au logement, à l’assainissement environnemental, aux infrastructures urbaines, aux transports et aux services publics, au travail et aux loisirs, pour les générations actuelles et futures [1].

En poursuivant le bien-être de leurs populations, les villes durables doivent également collaborer, à l’ère contemporaine, pour faire face aux problèmes du réchauffement climatique, qui peut conduire à un changement climatique catastrophique à l’échelle planétaire, en éliminant ou en réduisant leurs émissions de gaz à effet de serre dans ses activités et doit être prêt à faire face à des événements extrêmes tels que les inondations et la montée du niveau de la mer. Les villes durables doivent disposer d’un plan d’adaptation au changement climatique, en particulier celles soumises à des événements extrêmes. Les villes côtières, par exemple, doivent se préparer à l’élévation prévisible du niveau de la mer et se préoccuper des glissements de terrain, des inondations, etc., résultant d’intempéries [2].

Arcadis, la société néerlandaise de conseil, d’ingénierie et de gestion qui a vu le jour à Amsterdam en 1868, a lancé l’Indice des villes durables 2015, qui classe les 50 villes les plus durables au monde. L’indice a été calculé par le Center for Economics and Business Research en tenant compte des facteurs sociaux (personnes), environnementaux (planète) et économiques (profit) qui font une ville durable. Dans les premières positions du classement se trouvent des villes européennes bien développées telles que Francfort, suivies de Londres, Copenhague, Amsterdam et Rotterdam. Les villes de Séoul, Hong Kong et Singapour figurent également en bonne place, complétant le Top 10 avec Berlin et Madrid [3].

Le magazine Exame a publié l’article Les 100 villes les plus durables du monde en 2022 [4]. Il a été informé que, depuis 2015, Arcadis, une société de conseil et de solutions de conception et d’ingénierie durables, publie une liste annuelle des villes les plus avancées en matière de durabilité dans le monde. Pour Arcadis, une ville fonctionne sur la base du développement durable, si elle agit de manière à ce que ses trois piliers – Social, Economique et Environnemental – coexistent et interagissent pleinement. Sustainable Cities 2022 a évalué 100 villes dans 47 pays, sur la base de 26 indicateurs organisés sous les trois piliers de la durabilité, social, économique et environnemental, décrits ci-dessous:

• Social

Le premier pilier concerne la contribution de la ville à l’atteinte du bien-être de la population et à la satisfaction de ses besoins.

• Économique

Le deuxième pilier concerne la contribution de la ville à la création des conditions pour qu’elle puisse consommer, produire, distribuer et offrir ses produits ou services de manière à répondre aux besoins de la population et du secteur productif.

• Environnement

Le troisième pilier concerne la valorisation des ressources naturelles, en minimisant autant que possible les dommages environnementaux pouvant être causés par les activités productives, en plus d’éviter les éventuels gaspillages dans le travail quotidien. Comme pratiques de ce pilier, on peut citer l’utilisation de matières premières renouvelables, la réutilisation de l’eau ou encore le recyclage et l’utilisation des déchets.

La capitale norvégienne, Oslo, est en tête de l’indice global des villes durables 2022. Stockholm (Suède), Tokyo (Japon), Copenhague (Danemark) et Berlin (Allemagne) complètent les cinq premières positions sur la liste des villes durables. La figure 1 présente les 20 premières villes durables dans le monde. L’analyse de la figure 1 montre qu’à l’exception de Tokyo, le top 20 n’est occupé que par les villes européennes et nord-américaines, en mettant l’accent sur les villes scandinaves, qui occupent trois places dans les cinq premières positions. La ville brésilienne la mieux placée dans l’évaluation générale est São Paulo, en 84e position.

Quant à Oslo, 1ère ville durable au monde, avec une population d’environ 650 000 habitants, elle a historiquement toujours eu une forte préoccupation environnementale et a intensifié ces efforts ces dernières années. Dans le secteur des transports par exemple, depuis les années 1990, la population est incitée à utiliser les véhicules électriques. Aujourd’hui, Oslo est un leader mondial de la mobilité électrique et entend atteindre 100 % de voitures électriques en 2025. Parallèlement, d’importants investissements sont réalisés dans les transports publics, les infrastructures cyclables et les voies navigables. La gestion des déchets est une autre force d’Oslo. En plus d’un service complet de collecte sélective et d’une série de programmes de recyclage, la municipalité est la première à tester le captage et le stockage du carbone par l’incinération des déchets. La gestion des déchets est un défi mondial qui génère actuellement d’énormes émissions de gaz à effet de serre car de grands volumes de déchets sont déposés dans des décharges dans la grande majorité des villes. Récupérer l’énergie contenue dans ces déchets grâce au captage du carbone fait partie de la solution. Il est prévu qu’Oslo deviendra une ville négative en carbone à partir de 2030 avec la stratégie climatique qui établit que la ville deviendra pratiquement sans émissions de gaz à effet de serre (GES) d’ici 2030, avec une réduction de 95% des émissions par rapport à 2009 et 52% de moins en 2023. L’intention est de contribuer à réduire la quantité de GES dans l’atmosphère par des moyens biologiques et la capture et le stockage industriels du carbone. Une réduction de 10% de la consommation totale d’énergie est toujours projetée d’ici 2030 par rapport à 2009. Et la résilience se construit pour résister aux impacts du changement climatique attendus d’ici 2100, avec des mesures d’adaptation telles que des toits verts et des espaces de ruissellement d’eau pour lutter contre les inondations .

Figure 1- Les 20 plus grandes villes durables du monde

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Source : https://exame.com/negocios/100-cidades-sustentaveis-mundo-2022/

Au Brésil, le classement des villes les plus durables du pays a été publié dans un article de Marcia Sousa sous le titre Classement des villes les plus durables du Brésil, publié sur le site Archdaily [5]. Les villes ont été classées par score global, qui mesure les progrès globaux vers la réalisation des 17 ODD (objectifs de développement durable). Le score varie de zéro à 100, 100 étant la limite maximale et indiquant une excellente performance dans la réalisation des objectifs de développement durable. São Caetano do Sul, dans ABC Paulista, est en tête du classement des villes durables du pays car, dans un score de zéro à 100, São Caetano a atteint 65,62, une valeur suffisante pour garantir la première place. L’enquête sans précédent révèle que la ville déjà connue pour être en tête de l’IDH (indice de développement humain) au Brésil est désormais la première parmi les 5 570 municipalités brésiliennes en ce qui concerne les pratiques des ODD (objectifs de développement durable) de l’ONU, qui sont décrites ci-dessous.[6] :

1. Éradication de la pauvreté – Mettre fin à la pauvreté sous toutes ses formes, partout.

2. Faim zéro et agriculture durable – Éliminer la faim, assurer la sécurité alimentaire et améliorer la nutrition, et promouvoir l’agriculture durable.

3. Santé et bien-être – Permettre à tous de vivre en bonne santé et promouvoir le bien-être de tous à tout âge.

4. Éducation de qualité – Garantir une éducation inclusive, équitable et de qualité et promouvoir les possibilités d’apprentissage tout au long de la vie pour tous.

5. Égalité des sexes – Atteindre l’égalité des sexes et autonomiser toutes les femmes et les filles.

6. Eau potable et assainissement – Assurer la disponibilité et la gestion durable de l’eau et de l’assainissement pour tous.

7. Énergie propre et abordable – Garantir l’accès à une énergie bon marché, fiable, durable et renouvelable pour tous.

8. Travail décent et croissance économique – Promouvoir une croissance économique soutenue, inclusive et durable, le plein emploi productif et un travail décent pour tous.

9. Innovation et infrastructure – Construire une infrastructure résiliente, promouvoir une industrialisation inclusive et durable et favoriser l’innovation.

10. Réduire les inégalités – Réduire les inégalités au sein et entre les pays.

11. Villes et communautés durables – Rendre les villes et les établissements humains inclusifs, sûrs, résilients et durables.

12. Consommation et production responsables – Garantir des modes de production et de consommation durables.

13. Action sur le changement climatique mondial – Prendre des mesures urgentes pour lutter contre le changement climatique et ses impacts.

14. La vie dans l’eau – Conservation et utilisation durable des océans, des mers et des ressources marines pour le développement durable.

15. Vie sur Terre – Protéger, restaurer et promouvoir l’utilisation durable des écosystèmes de la Terre, gérer durablement les forêts, lutter contre la désertification, arrêter et inverser la dégradation de la Terre et stopper la perte de biodiversité.

16. Paix, justice et institutions efficaces – Promouvoir des sociétés pacifiques et inclusives pour le développement durable, assurer l’accès à la justice pour tous et construire des institutions efficaces, responsables et inclusives à tous les niveaux.

17. Partenariats et moyens de mise en œuvre – Renforcer les moyens de mise en œuvre et revitaliser le partenariat mondial pour le développement durable.

Les données sur les 5 570 municipalités brésiliennes figurent dans la première carte de performance des municipalités brésiliennes, qui prend en compte les 17 objectifs de développement durable à atteindre d’ici 2030. Dans le top 10, toutes les villes font partie de l’État de São Paulo. Ce sont : São Caetano do Sul, Jundiaí, Valinhos, Saltinho, Taguaí, Vinhedo, Cerquilho, Sertãozinho, Limeira et Borá. São Caetano do Sul travaille depuis longtemps pour atteindre les objectifs de développement durable. Le plan gouvernemental de São Caetano do Sul a été guidé par des actions qui préparent la ville pour l’avenir, avec l’utilisation de beaucoup de gestion technique, de haute technologie et de gouvernance, qui garantissent le développement social et économique de la municipalité qui a déjà le meilleur Indice de développement humain (IDH) du Brésil et est en passe d’améliorer encore la qualité de vie de ses habitants.

La municipalité de São Caetano do Sul a fait des progrès en ce qui concerne la baisse de la mortalité maternelle et infantile, la mortalité due au sida, l’incidence de la dengue, l’application du budget municipal à la santé, la détection de l’hépatite, entre autres. À São Caetano do Sul, les dépenses moyennes de santé publique sont de 2 300 R$ par habitant, presque le double de la moyenne nationale, qui est de 1 300 R$. Certains objectifs de développement durable tels que les énergies renouvelables et accessibles, l’industrie, l’innovation et les infrastructures, et la protection de la vie marine ont été atteints à 100 %. Toute la population de São Caetano do Sul a accès à l’électricité, à l’eau traitée et à la collecte sélective des ordures. 100% des eaux usées sont collectées et traitées. En outre, des investissements dans une éducation de qualité ont assuré le sceau de Municipalité libre d’analphabétisme et des progrès constants, avec un accès Internet dans toutes les écoles, une formation continue des enseignants et des infrastructures adéquates.

2. Comment rendre les villes brésiliennes intelligentes

Chaque ville atteint la condition de ville intelligente lorsque ses gestionnaires la considèrent comme un système et utilisent les technologies de l’information dans son processus de planification et de contrôle, en comptant sur le soutien efficace de sa population. Chaque ville intelligente nécessite l’utilisation des technologies de l’information avec l’utilisation de divers appareils connectés au réseau IoT (Internet des objets) pour gérer rationnellement les opérations et les services de la ville et se connecter avec ses citoyens [7]. L’Internet des objets (IoT) fait référence à une révolution technologique qui vise à connecter les objets d’usage quotidien au World Wide Web et est l’une des principales tendances mondiales son utilisation dans l’administration d’une ville car elle est applicable dans des solutions allant de la surveillance publique l’éclairage, la surveillance des piétons, des cyclistes, des véhicules à moteur, des transports publics, des services d’éducation et de santé, entre autres. Les applications de l’Internet des objets sont presque infinies. De plus, l’IdO entraînera une réduction du gaspillage des ressources publiques dans les villes. Poussés par l’essor de l’Internet 5G, les appareils IoT peuvent apporter des avantages aux particuliers, aux entreprises et au secteur public. Mais il convient de mentionner que, pour être considéré comme une solution IoT, le système d’administration d’une ville doit avoir trois caractéristiques : 1) recevoir des données numériques provenant de capteurs ; 2) se connecter à un réseau externe ; et 3) traiter l’information automatiquement, c’est-à-dire sans intervention humaine [8].

Les technologies de l’information permettent aux gestionnaires municipaux d’interagir directement avec leurs agences d’exécution et avec la population et de surveiller ce qui se passe dans la ville et son évolution en temps réel. Les technologies de l’information devraient être utilisées pour améliorer la qualité, la performance et l’interactivité des services urbains, réduire les coûts et la consommation de ressources et accroître les contacts entre les citoyens et le gouvernement. Une ville intelligente peut être mieux préparée pour répondre aux défis auxquels sont confrontés ses gestionnaires et sa population. Toute ville atteindra la condition de smart city lorsque les objectifs d’humanisation de la ville seront atteints avec l’amélioration de la qualité de vie de l’ensemble de la population, de développement durable de la ville et de démocratisation des décisions gouvernementales avec la participation de l’ensemble de la population.

Parmi les villes intelligentes du monde, les suivantes se distinguent : 1) Amsterdam, qui dispose depuis 2009 d’une plate-forme interconnectée via des dispositifs sans fil pour améliorer les capacités de prise de décision de la ville en temps réel, réduire le trafic, économiser l’énergie et améliorer la sécurité publique ; 2) Copenhague, qui a remporté en 2014 le prestigieux World Smart Cities Award pour sa stratégie de développement de villes intelligentes visant à améliorer la qualité de l’air, l’habitabilité et la fluidité du trafic ; 3) Dubaï, qui a pour projet d’en faire une ville intelligente en 2030, avec des initiatives dans les transports qui incluent les véhicules sans conducteur, la numérisation des transactions gouvernementales, commerciales et clients ; et, 4) Stockholm, qui vise à créer un cadre informatique vert pour réduire l’impact environnemental, augmenter l’efficacité énergétique des bâtiments et la surveillance du trafic, entre autres objectifs [1].

Selon l’IESE Cities in Motion (ICIM), New York, Tokyo et Londres sont en tête de liste des villes les plus intelligentes au monde [9]. Les recherches de l’IESE se concentrent sur l’utilisation traditionnelle de la technologie, dans laquelle Tokyo excelle. Mais en termes de durabilité, la capitale japonaise n’est pas si intelligente, perdant face à de grandes villes comme Londres et Barcelone. Le classement réalisé par l’IMD-SUTD est considéré comme plus affiné, puisque les universités de Suisse et de Singapour analysent comment la technologie améliore la vie quotidienne des citoyens, en tenant également compte des données sociales et des enquêtes de perception. Selon ce classement, Singapour occupe la première place, suivi de Zurich et d’Oslo.

Au Brésil, selon le classement Connected Smart Cities 2021, par Urban Systems, les villes de Curitiba, Florianópolis et São Paulo sont en tête de liste des villes les plus intelligentes du pays [10]. Dans ce classement, des indicateurs de mobilité, d’économie, d’éducation, de santé, d’environnement, d’urbanisme, d’énergie, de technologie et d’innovation, d’entrepreneuriat et de gouvernance sont analysés. Dans le domaine de l’urbanisme, par exemple, Curitiba a été le point culminant. En ce qui concerne la mobilité et l’accessibilité, São Paulo s’est classée première. Dans le segment de la technologie et de l’innovation, Rio de Janeiro s’est classée première.

Classement des villes intelligentes connectées 2022

1. Curitiba (RP)

2. Florianopolis (SC)

3. São Paulo (SP)

4. São Caetano do Sul (SP)

5. Campinas (SP)

6. Brasilia (DF)

7. Victoire (ES)

8. Niteroi (RJ)

9. Salvador (BA)

10. Rio de Janeiro (RJ)

La bonne position de Curitiba dans le classement n’a pas surpris les responsables de la ville. La municipalité est pionnière dans l’adoption et le développement de projets axés sur la durabilité, la technologie et l’entrepreneuriat. Il est à noter, par exemple, que la ville a été la première au monde à tester un luminaire intelligent avec des antennes 5G intégrées et des initiatives pour la diffusion des énergies renouvelables. Cependant, le plus grand symbole de développement est Vale do Pinhão, un programme créé par la ville de Curitiba, à travers Agência Curitiba de Desenvolvimento S/A, qui vise à renforcer l’environnement pour l’innovation, l’entrepreneuriat, l’économie créative et la technologie dans la ville. Il s’agit d’un projet destiné aux universités, centres de recherche, startups et autres acteurs sociaux.

Actuellement, le programme Vale do Pinhão est divisé en cinq piliers : urbanisation et développement, éducation et entrepreneuriat, intégration et articulation, incitations fiscales et, enfin, technologie. De cette conjoncture ont émergé des initiatives telles que la loi de l’innovation, la loi des antennes, la loi de la liberté économique, le projet des phares du savoir et le conseil municipal de la technologie et de l’innovation. Dans sa perspective, cependant, la plus grande leçon de Curitiba est l’union du secteur public, des universités et de la gouvernance pour prendre des décisions qui affectent la vie de la population.

3. Conclusion

Qu’est-ce qui caractérise une ville durable et intelligente ? Être durable signifie que la ville garantit le droit de la population au foncier urbain, au logement, à l’assainissement environnemental, aux infrastructures urbaines, aux transports et aux services publics, au travail et aux loisirs, pour les générations actuelles et futures et le droit de la population de Décider du sort de sa ville. Être une ville intelligente, c’est utiliser les technologies de l’information pour faciliter la gestion de la ville avec la collaboration de la population et compter sur sa participation à la prise de décision. L’avenir des villes et de leurs populations dépend donc de ce qui est fait dans le sens d’adopter un nouveau modèle de gestion avec l’utilisation des technologies de l’information, de promouvoir l’amélioration de la qualité de vie de l’ensemble de la population, de promouvoir le développement durable de la ville et favoriser la démocratisation des décisions gouvernementales avec la participation de toute la population.

Les villes durables sont la clé pour assurer le bien-être social de leurs populations et atteindre les objectifs climatiques pour la planète entière qui contribuent à éviter un changement climatique mondial catastrophique. Considérant que plus de la moitié de la population mondiale vit dans les villes et, d’ici 2050, la projection est que cette mesure passera aux deux tiers, dans ce contexte, Arcadis souligne dans l’indice des villes durables 2022 que, en même temps que les villes contribuent à nourrir certains de nos plus grands défis, comme la crise climatique, les villes durables peuvent également être la solution pour éviter un changement climatique mondial catastrophique. Les estimations d’ONU Habitat indiquent que si les villes ne représentent que moins de 2 % de la surface de la Terre, elles consomment 78 % de l’énergie mondiale et produisent plus de 60 % des émissions de gaz à effet de serre de la planète. Pourtant, rappelle le rapport d’ONU Habitat, c’est dans les villes que les gens se rassemblent pour trouver des solutions innovantes aux problèmes de l’humanité et que de nouvelles voies pour l’avenir seront testées et améliorées. À leur tour, les villes intelligentes permettront aux villes durables de tirer parti de leurs actions pour assurer le bien-être de leurs populations et faire face au changement climatique mondial.

LES RÉFÉRENCES

1. ALCOFORADOFernando.  Como construir cidades inteligentes e sustentáveisDisponible sur le site Web <https://www.linkedin.com/pulse/como-construir-cidades-inteligentes-e-sustent%25C3%25A1veis-alcoforado/>.

2. ALCOFORADO, Fernando. Como preparar as cidades contra eventos climáticos extremos. Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/38323819/COMO_PREPARAR_AS_CIDADES_CONTRA_EVENTOS_CLIM%C3%81TICOS_EXTREMOS_pdf>, 10/02/2019.

3. ARCADIS, As cidades mais sustentáveis do mundo. Disponible sur le site Web <http://www.cidadessustentaveis.org.br/noticias/cidades-mais-sustentaveis-do-mundo>).  

4. EXAME. As 100 cidades mais sustentáveis do mundo em 2022. Disponible sur le site Web <https://exame.com/negocios/100-cidades-sustentaveis-mundo-2022/>.

5. SOUSAMarcia Ranking das cidades mais sustentáveis do Brasil. Disponible sur le site Web <https://www.archdaily.com.br/br/986615/ranking-das-cidades-mais-sustentaveis-do-brasil>.

6. PISCO DE LUZ. Objetivos de desenvolvimento sustentável. Disponible sur le site Web <https://www.piscodeluz.org/desenvolvimento-sustentavel?>.

7. WIKIPEDIA. Cidade inteligente. Disponible sur le site Web <https://pt.wikipedia.org/wiki/Cidade_inteligente>.

8. TECHTUDO. ‘Internet das Coisas’: entenda o conceito e o que muda com a tecnologia. Disponible sur le site Web <https://www.techtudo.com.br/noticias/2014/08/internet-das-coisas-entenda-o-conceito-e-o-que-muda-com-tecnologia.ghtml>, 2014.

9. HABILITY. Cidades inteligentes: o que e quem são? Disponible sur le site Web <https://habitability.com.br/cidades-inteligentes-o-que-e-quem-sao/?>.

10. ESTADÃO. As cidades mais inteligentes do Brasil. Disponible sur le site Web <https://imoveis.estadao.com.br/cidades-inteligentes/as-cidades-mais-inteligentes-do-brasil/>.

* Fernando Alcoforado, 83, a reçoit la Médaille du Mérite en Ingénierie du Système CONFEA / CREA, membre de l’Académie de l’Education de Bahia, de la SBPC – Société Brésilienne pour le Progrès des Sciences et l’IPB – Institut Polytechnique de Bahia, ingénieur (Ingénierie, Économie et Administration) et docteur en Planification du Territoire et Développement Régional de l’Université de Barcelone, professeur d’université (Ingénierie, Économie et Administration) et consultant dans les domaines de la planification stratégique, de la planification d’entreprise, planification du territoire et urbanisme, systèmes énergétiques, a été Conseiller du Vice-Président Ingénierie et Technologie chez LIGHT S.A. Entreprise de distribution d’énergie électrique de Rio de Janeiro, coordinatrice de la planification stratégique du CEPED – Centre de recherche et de développement de Bahia, sous-secrétaire à l’énergie de l’État de Bahia, secrétaire à la planification de Salvador, il est l’auteur de ouvrages Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade (Editora CRV, Curitiba, 2022), est l’auteur d’un chapitre du livre Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Floride, États-Unis, 2022) et How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023).

HOW THE GOVERNMENT OF BRAZIL CAN MAKE BRAZILIAN CITIES SUSTAINABLE AND SMART

Fernando Alcoforado*

This article aims to present how the Brazilian government can make Brazilian cities environmentally sustainable and smart. The city will reach the condition of sustainable when it is contributing to the well-being of its population, which is its main objective without harming the environment. Every city reaches the condition of smart city when its managers consider it as a system and make use of information technology in its planning and control process, counting on the effective support of its population.

1. How to make Brazilian cities sustainable

Sustainable cities are those that have an economic and social development policy compatible with the natural environment. To achieve the condition of sustainability, the contemporary city must promote the social well-being of its population by providing water supply and energy supply, industrial inputs and food in quantity and quality for its population, ensuring adequate collection and final disposal and the recycling of domestic and industrial solid waste, treating solid and liquid waste, carrying out basic sanitation throughout the urban space, monitoring and adopting measures to mitigate air, soil and water pollution, providing public urban transport modern and quality, maintaining the entire urban space for the benefit of the population, offering quality public health and education services to the entire population and promoting the conditions for generating employment and income, as well as obtaining their own homes for the entire population.

By promoting the social well-being of its population, a sustainable city must also have clear and comprehensive sanitation, garbage collection and treatment policies; water management, with collection, treatment, economy and reuse; transport systems that favor mass transport with quality and safety; actions that preserve and expand green areas and the use of clean and renewable energies; and, above all, transparent public administration shared with organized civil society. Sustainable cities must be guided by the planning and control of land use, in order to avoid the degradation of natural resources. What characterizes a sustainable city is also the right of the population to urban land, housing, environmental sanitation, urban infrastructure, transportation and public services, work and leisure, for current and future generations [1 ].

By pursuing the well-being of their populations, sustainable cities also need to collaborate, in the contemporary era, with facing the problems of global warming, which can lead to catastrophic climate change on a planetary scale, eliminating or reducing their greenhouse gas emissions greenhouse in its activities and must be prepared to face extreme events such as floods and rising sea levels. Sustainable cities need to have a climate change adaptation plan, especially those subject to extreme events. Coastal cities, for example, must plan against the foreseeable rise in sea levels and be concerned about slope landslides, flooding, etc., resulting from inclement rainfall [2].

Arcadis, the Dutch consulting, engineering and management company that emerged in Amsterdam in 1868, has launched the 2015 Sustainable Cities Index, which ranks the 50 most sustainable cities in the world. The index was calculated by the Center for Economics and Business Research considering the social (people), environmental (planet) and economic (profit) factors that make a sustainable city. In the top positions of the ranking are well-developed European cities such as Frankfurt, followed by London, Copenhagen, Amsterdam and Rotterdam. The cities of Seoul, Hong Kong and Singapore also feature prominently, rounding out the Top 10 with Berlin and Madrid [3].

Exame magazine published the article The 100 most sustainable cities in the world in 2022 [4]. It was informed that, since 2015, Arcadis, a consultancy and sustainable design and engineering solutions company, publishes an annual list of the most advanced cities in sustainability in the world. For Arcadis, a city works based on sustainable development, if it acts in such a way that its three pillars – Social, Economic and Environmental – coexist and interact with each other fully. Sustainable Cities 2022 evaluated 100 cities in 47 countries, based on 26 indicators organized under the three pillars of sustainability, Social, Economic and Environmental, described below:

• Social

The first pillar concerns the city’s contribution to achieving the well-being of the population and satisfying their needs.

• Economic

The second pillar concerns the city’s contribution to creating conditions for it to be able to consume, produce, distribute and offer its products or services in a way that meets the needs of the population and the productive sector.

• Environmental

The third pillar concerns valuing natural resources, minimizing the environmental damage that can be caused by productive activities as much as possible, in addition to avoiding possible waste in day-to-day work. As practices of this pillar, we can mention the use of renewable raw materials, the reuse of water and even the recycling and use of waste.

The Norwegian capital, Oslo, leads the overall Sustainable Cities 2022 index. Stockholm (Sweden), Tokyo (Japan), Copenhagen (Denmark) and Berlin (Germany) complete the top five positions on the list of sustainable cities. Figure 1 presents the top 20 sustainable cities in the world. The analysis of Figure 1 shows that, with the exception of Tokyo, the top 20 is occupied only by European and North American cities, with emphasis on the Scandinavian ones, which hold three places in the top five positions. The best placed Brazilian city in the general evaluation is São Paulo, in 84th position.

About Oslo, the number 1 sustainable city in the world, with a population of around 650,000 inhabitants, it has historically always had a strong environmental concern and has intensified these efforts in recent years. In the transport sector, for example, since the 1990s, the population has been encouraged to use electric vehicles. Today, Oslo is a world leader in electric mobility and intends to reach 100% of electric cars in 2025. At the same time, large investments are being made in public transport, cycling infrastructure and waterways. Waste management is another strength in Oslo. In addition to a complete selective collection service and a series of recycling programs, the municipality is the first to test carbon capture and storage through waste incineration. Waste management is a global challenge that currently generates huge greenhouse gas emissions because large volumes of waste are deposited in landfills in the vast majority of cities. Recovering energy contained in these wastes using carbon capture is part of the solution. It is predicted that Oslo will become a carbon negative city from 2030 with the climate strategy that establishes that the city will become practically without greenhouse gas (GHG) emissions by 2030, with a 95% reduction in emissions compared to 2009 and 52% less in 2023. The intention is to contribute to reducing the amount of GHG in the atmosphere through biological means and industrial carbon capture and storage. A 10% reduction in total energy consumption is still projected by 2030 compared to 2009. And resilience is being built to withstand the impacts of climate change expected by 2100, with adaptation measures such as green roofs and run-off spaces water to fight floods.

Figure 1- The 20 largest sustainable cities in the world

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Source: https://exame.com/negocios/100-cidades-sustentaveis-mundo-2022/ 

In Brazil, the ranking of the most sustainable cities in the country was published in an article by Marcia Sousa under the title Ranking of the most sustainable cities in Brazil, published on the Archdaily website [5]. Cities were ranked by overall score, which measures overall progress towards meeting all 17 SDGs (Sustainable Development Goals). The score ranges from zero to 100, with 100 being the maximum limit and indicating excellent performance in meeting the Sustainable Development Goals. São Caetano do Sul, in ABC Paulista, is at the top of the ranking of sustainable cities in the country because, in a score from zero to 100, São Caetano reached 65.62, a value that is enough to guarantee the first place. The unprecedented survey reveals that the city already known for leading the HDI (Human Development Index) in Brazil is now the first among the 5,570 Brazilian municipalities in relation to the UN SDG (Sustainable Development Goals) practices, which are described below. [6]:

1. Poverty eradication – End poverty in all its forms, everywhere.

2. Zero Hunger and Sustainable Agriculture – End hunger, achieve food security and improved nutrition, and promote sustainable agriculture.

3. Health and well-being – Ensuring healthy lives and promoting well-being for all at all ages.

4. Quality education – Ensure inclusive, equitable, quality education and promote lifelong learning opportunities for all.

5. Gender Equality – Achieve gender equality and empower all women and girls.

6. Clean water and sanitation – Ensure availability and sustainable management of water and sanitation for all.

7. Clean and Affordable Energy – Ensure access to cheap, reliable, sustainable and renewable energy for all.

8. Decent work and economic growth – Promote sustained, inclusive and sustainable economic growth, full and productive employment, and decent work for all.

9. Innovation and Infrastructure – Build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization, and foster innovation.

10. Reducing inequalities – Reduce inequalities within and between countries.

11. Sustainable Cities and Communities – Make cities and human settlements inclusive, safe, resilient and sustainable.

12. Responsible consumption and production – Ensure sustainable production and consumption patterns.

13. Action on Global Climate Change – Take urgent action to combat climate change and its impacts.

14. Life in the water – Conservation and sustainable use of oceans, seas, and marine resources for sustainable development.

15. Life on Earth – Protect, restore and promote the sustainable use of Earth’s ecosystems, sustainably manage forests, combat desertification, halt and reverse Earth degradation and halt biodiversity loss.

16. Peace, justice and effective institutions – Promote peaceful and inclusive societies for sustainable development, provide access to justice for all and build effective, accountable and inclusive institutions at all levels.

17. Partnerships and Means of Implementation – Strengthen the means of implementation and revitalize the global partnership for sustainable development.

Data on the 5,570 Brazilian municipalities are in the first Performance Map of Brazilian municipalities, which take into account the 17 sustainable development goals to be achieved by 2030. In the top 10, all cities are part of the state of São Paulo. They are: São Caetano do Sul, Jundiaí, Valinhos, Saltinho, Taguaí, Vinhedo, Cerquilho, Sertãozinho, Limeira and Borá. São Caetano do Sul has been working to achieve the Sustainable Development Goals for a long time. The Government Plan of São Caetano do Sul was guided by actions that prepare the city for the future, with the use of a lot of technical management, high technology and governance, which guarantee the social and economic development of the municipality that already has the best Index of Human Development (HDI) of Brazil and is on the way to further improve the quality of life of its residents.

Every smart city requires the use of information technology with the use of various devices connected to the IoT (Internet of Things) network to rationally manage city operations and services and connect with its citizens [7]. The Internet of Things (IoT) refers to a technological revolution that aims to connect everyday used items to the world wide web and is one of the main global trends its use in the administration of a city because it is applicable in solutions ranging from monitoring public lighting, monitoring pedestrians, cyclists, motor vehicles, public transport, education and health services, among others. The applications of the Internet of Things are almost endless. In addition, IoT will lead to a reduction in the waste of public resources in cities. Driven by the rise of 5G Internet, IoT devices can bring benefits to people, businesses and the public sector. But it is worth mentioning that, to be considered an IoT solution, the administration system of a city needs to have three characteristics: 1) receive digital data originating from sensors; 2) connect to an external network; and, 3) process information automatically, that is, without human intervention [8].

Information technology allows city managers to interact directly with their executing agencies and with the population and monitor what is happening in the city and how the city is evolving in real time. Information technology should be used to improve the quality, performance and interactivity of urban services, reduce costs and resource consumption and increase contact between citizens and government. A smart city can be better prepared to respond to the challenges faced by its managers and its population. Every city will reach the condition of smart city when the goals of humanization of the city are achieved with the improvement of the quality of life for the entire population, of sustainable development of the city and of democratization of government decisions with the participation of the entire population.

Among the world’s smart cities, the following stand out: 1) Amsterdam, which has, since 2009, an interconnected platform through wireless devices to improve the city’s decision-making abilities in real time, reduce traffic, save energy and improve public safety; 2) Copenhagen, which in 2014 won the prestigious World Smart Cities Award for its smart city development strategy aimed at improving air quality, livability and traffic flow; 3) Dubai, which has a project to make it a smart city in 2030, with initiatives in transport that include driverless vehicles, digitalization of government, business and customer transactions; and, 4) Stockholm, which aims to create a green IT framework to reduce environmental impact, increase energy efficiency of buildings and traffic monitoring, among other goals [1].

According to IESE Cities in Motion (ICIM), New York, Tokyo and London top the list of smartest cities in the world [9]. The focus of IESE’s research is on the traditional use of technology, in which Tokyo excels. But in terms of sustainability, the Japanese capital is not that smart, losing to big cities like London and Barcelona. The ranking made by IMD-SUTD is considered more refined, since the universities of Switzerland and Singapore analyze how technology improves the daily lives of citizens, also taking into account social data and surveys of people’s perception. According to this ranking, Singapore is in first place, followed by Zurich and Oslo.

In Brazil, according to the Connected Smart Cities 2021 ranking, by Urban Systems, the cities of Curitiba, Florianópolis and São Paulo lead the list of smartest cities in the country [10]. In this ranking, indicators of mobility, economy, education, health, environment, urbanism, energy, technology and innovation, entrepreneurship and governance are analyzed. In the area of Urbanism, for example, Curitiba was the highlight. As for mobility and accessibility, São Paulo ranked first. In the technology and innovation segment, Rio de Janeiro ranked first.

Connected Smart Cities Ranking 2022

1. Curitiba (PR)

2. Florianópolis (SC)

3. São Paulo (SP)

4. São Caetano do Sul (SP)

5. Campinas (SP)

6. Brasilia (DF)

7. Victory (ES)

8. Niteroi (RJ)

9. Salvador (BA)

10. Rio de Janeiro (RJ)

The municipality of São Caetano do Sul has made progress in relation to the drop in maternal and child mortality, mortality from AIDS, incidence of dengue, application of the municipal budget in Health, detection of hepatitis, among others. In São Caetano do Sul, the average expenditure on public health is R$ 2,300 per inhabitant, almost double the national average, which is R$ 1,300. Some Sustainable Development Goals such as Renewable and Accessible Energy, Industry, Innovation and Infrastructure, and Protection of Marine Life were 100% achieved. The entire population of São Caetano do Sul has access to electricity, treated water and selective garbage collection. 100% of sewage is collected and treated. In addition, investments in quality education ensured the seal of Municipality Free of Illiteracy and constant advances, with internet access in all schools, continuous training of teachers and adequate infrastructure.

2. How to make Brazilian cities smart

Every city reaches the condition of smart city when its managers consider it as a system and make use of information technology in its planning and control process, counting on the effective support of its population. Curitiba’s good position in the ranking did not come as a surprise to city managers. The municipality is a pioneer in the adoption and development of projects focused on sustainability, technology and entrepreneurship. It is noteworthy, for example, that the city was the first in the world to test an intelligent light fixture with integrated 5G antennas and initiatives for the dissemination of renewable energies. However, the greatest symbol of development is Vale do Pinhão, a program created by the city of Curitiba, through Agência Curitiba de Desenvolvimento S/A, which aims to strengthen the environment for innovation, entrepreneurship, creative economy and technology in the city. This is a project aimed at universities, research centers, startups and other social actors.

Currently, the Vale do Pinhão program is divided into five pillars: urbanization and development, education and entrepreneurship, integration and articulation, tax incentives and, finally, technology. From this conjuncture emerged initiatives such as the law of innovation, the law of antennas, the law of economic freedom, the lighthouses of knowledge project and the municipal council of technology and innovation. In his perspective, however, the greatest lesson from Curitiba is the union of the public sector, universities and governance to make decisions that affect the lives of the population.

3. Conclusions

What characterizes a sustainable and smart city? Being sustainable means that the city guarantees the population’s right to urban land, housing, environmental sanitation, urban infrastructure, transportation and public services, work and leisure, for current and future generations and the population’s right to Decide on the fate of your city. Being a smart city means using information technology to facilitate city management with the collaboration of the population and counting on their participation in decision-making. The future of cities and their populations depends, therefore, on what is done in the sense of adopting a new management model with the use of information technology, promoting the improvement of the quality of life for the entire population, promoting the sustainable development of the city and promote the democratization of government decisions with the participation of the entire population.

Sustainable cities are the key to achieving social well-being for their populations and achieving climate goals for the entire planet that contribute to avoiding catastrophic global climate change. Considering that more than half of the world’s population lives in cities and, by 2050, the projection is that this measure will rise to two thirds, in this context, Arcadis points out in the Sustainable Cities Index 2022 that, at the same time that cities contribute to feeding some of our biggest challenges, such as the climate crisis, sustainable cities can also be the solution to avoid catastrophic global climate change. UN Habitat estimates indicate that while cities represent only less than 2% of the Earth’s surface, they consume 78% of the world’s energy and produce more than 60% of the planet’s greenhouse gas emissions. However, recalls the UN Habitat report, it is in cities where people come together to find innovative solutions to humanity’s problems and where new paths for the future will be tested and improved. In turn, smart cities will make sustainable cities leverage their actions in achieving the well-being of their populations and in facing global climate change.

REFERENCES

1. ALCOFORADOFernando.  Como construir cidades inteligentes e sustentáveisAvailable on the website <https://www.linkedin.com/pulse/como-construir-cidades-inteligentes-e-sustent%25C3%25A1veis-alcoforado/>.

2. ALCOFORADO, Fernando. Como preparar as cidades contra eventos climáticos extremos. Available on the website <https://www.academia.edu/38323819/COMO_PREPARAR_AS_CIDADES_CONTRA_EVENTOS_CLIM%C3%81TICOS_EXTREMOS_pdf>, 10/02/2019.

3. ARCADIS, As cidades mais sustentáveis do mundo. Available on the website <http://www.cidadessustentaveis.org.br/noticias/cidades-mais-sustentaveis-do-mundo>).  

4. EXAME. As 100 cidades mais sustentáveis do mundo em 2022. Available on the website <https://exame.com/negocios/100-cidades-sustentaveis-mundo-2022/>. 

5. SOUSAMarcia Ranking das cidades mais sustentáveis do Brasil. Available on the website <https://www.archdaily.com.br/br/986615/ranking-das-cidades-mais-sustentaveis-do-brasil>.

6. PISCO DE LUZ. Objetivos de desenvolvimento sustentável. Available on the website <https://www.piscodeluz.org/desenvolvimento-sustentavel?>.

7. WIKIPEDIA. Cidade inteligente. Available on the website <https://pt.wikipedia.org/wiki/Cidade_inteligente>.

8. TECHTUDO. ‘Internet das Coisas’: entenda o conceito e o que muda com a tecnologia. Available on the website <https://www.techtudo.com.br/noticias/2014/08/internet-das-coisas-entenda-o-conceito-e-o-que-muda-com-tecnologia.ghtml>, 2014.

9. HABILITY. Cidades inteligentes: o que e quem são? Available on the website <https://habitability.com.br/cidades-inteligentes-o-que-e-quem-sao/?>.

10. ESTADÃO. As cidades mais inteligentes do Brasil. Available on the website <https://imoveis.estadao.com.br/cidades-inteligentes/as-cidades-mais-inteligentes-do-brasil/>.

* Fernando Alcoforado, awarded the medal of Engineering Merit of the CONFEA / CREA System, member of the Bahia Academy of Education, of the SBPC- Brazilian Society for the Progress of Science and of IPB- Polytechnic Institute of Bahia, engineer and doctor in Territorial Planning and Regional Development from the University of Barcelona, university professor (Engineering, Economy and Administration) and consultant in the areas of strategic planning, business planning, regional planning, urban planning and energy systems, was Advisor to the Vice President of Engineering and Technology at LIGHT S.A. Electric power distribution company from Rio de Janeiro, Strategic Planning Coordinator of CEPED- Bahia Research and Development Center, Undersecretary of Energy of the State of Bahia, Secretary of Planning of Salvador, is the author of the books Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade(Editora CRV, Curitiba, 2022), a chapter in the book Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Florida, United States, 2022) and How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023).

COMO O GOVERNO DO BRASIL PODERÁ TORNAR AS CIDADES BRASILEIRAS SUSTENTÁVEIS E INTELIGENTES

Fernando Alcoforado*

Este artigo tem por objetivo apresentar como o governo do Brasil poderá tornar as cidades brasileiras ambientalmente sustentáveis e inteligentes. A cidade alcançará a condição de sustentável quando estiver contribuindo para o bem estar de sua população que é o seu maior objetivo sem agredir o meio ambiente. Toda cidade alcança a condição de cidade inteligente quando seus gestores a consideram como um sistema e fazem o uso da tecnologia da informação em seu processo de planejamento e controle contando com o efetivo apoio de sua população.

1.    Como tornar sustentáveis as cidades brasileiras

As cidades sustentáveis são aquelas que têm uma política de desenvolvimento econômico e social compatível com o ambiente natural. Para alcançar a condição de sustentável, a cidade contemporânea deve promover o bem estar social de sua população provendo o abastecimento de água e o suprimento de energia, insumos industriais e alimentos em quantidade e qualidade para sua população, assegurando a coleta, a disposição final adequada e a reciclagem de resíduos sólidos domésticos e industriais, realizando o tratamento de resíduos sólidos e líquidos, realizando o saneamento básico em todo o espaço urbano, monitorando e adotando medidas de mitigação da poluição do ar, do solo e das águas, oferecendo transporte urbano público moderno e de qualidade, realizando a manutenção de todo o espaço urbano em benefício da população, oferecendo os serviços de saúde e educação pública de qualidade para toda a população e promovendo as condições para a geração de emprego e renda, bem como de obtenção da casa própria para toda a população. 

Ao promover o bem estar social de sua população, uma cidade sustentável deve ter, também, políticas claras e abrangentes de saneamento, coleta e tratamento de lixo; gestão da água, com coleta, tratamento, economia e reuso; sistemas de transporte que privilegiem o transporte de massas com qualidade e segurança; ações que preservem e ampliem áreas verdes e uso de energias limpas e renováveis; e, sobretudo, administração pública transparente e compartilhada com a sociedade civil organizada. As cidades sustentáveis devem ter como orientação o planejamento e o controle do uso da terra, a fim de evitar a degradação dos recursos naturais. O que caracteriza uma cidade sustentável é, também, o direito da população à terra urbana, à moradia, ao saneamento ambiental, à infraestrutura urbana, ao transporte e aos serviços públicos, ao trabalho e ao lazer, para a atual e futuras gerações [1].  

Ao perseguir o bem estar de suas populações, as cidades sustentáveis precisam colaborar, também, na era contemporânea, com o enfrentamento dos problemas do aquecimento global, que podem levar à mudança climática catastrófica em escala planetária, eliminando ou reduzindo suas emissões de gases do efeito estufa em suas atividades e deve estar preparada para enfrentar eventos extremos como as inundações e a elevação do nível do mar. As cidades sustentáveis precisam ter um plano de adaptação às mudanças climáticas, especialmente aquelas sujeitas a eventos extremos. As cidades costeiras, por exemplo, devem ter planejamento contra o aumento previsível do nível dos oceanos e se preocupar com deslizamentos de terra nas encostas, inundações, etc., resultantes de chuvas inclementes [2].  

A Arcadis, empresa holandesa de consultoria, engenharia e gerenciamento que surgiu em Amsterdã em 1868, lançou o Índice de Cidades Sustentáveis 2015, que classifica as 50 cidades mais sustentáveis do mundo. O índice foi calculado pelo Centro de Economia e Pesquisa Empresarial considerando os fatores sociais (people), ambientais (planet) e econômicos (profit) que fazem uma cidade sustentável. Nas principais posições do ranking estão as cidades européias bem desenvolvidas, como Frankfurt, seguido por Londres, Copenhague, Amsterdã e Roterdã. As cidades de Seul, Hong Kong e Cingapura também aparecem de forma proeminente, fechando o Top 10 com Berlim e Madrid [3].  

A revista Exame publicou o artigo As 100 cidades mais sustentáveis do mundo em 2022 [4]. Foi informado que, desde 2015, a Arcadis, empresa de consultoria e soluções sustentáveis de design e engenharia, divulga uma lista anual das cidades mais avançadas em sustentabilidade no mundo. Para a Arcadis, uma cidade trabalha com base no desenvolvimento sustentável, se ela atuar de forma que seus três pilares – Social, Econômico e Ambiental – coexistam e interajam entre si plenamente. O Sustainable Cities 2022 avaliou 100 cidades, em 47 países, com base em 26 indicadores organizados sob os três pilares da sustentabilidade, Social, Econômico e Ambiental, descritos a seguir:

  • Social

O primeiro pilar diz respeito à contribuição da cidade para a conquista do bem estar da população e a satisfação de suas necessidades.

  • Econômico

O segundo pilar diz respeito à contribuição da cidade à criação de condições para que ela seja capaz de consumir, produzir, distribuir e oferecer seus produtos ou serviços de forma que atenda às necessidades da população e do setor produtivo. 

  • Ambiental

O terceiro pilar diz respeito à valorização dos recursos naturais minimizando ao máximo os danos ambientais que podem ser causados pelas atividades produtivas, além de evitar os possíveis desperdícios no dia a dia de trabalho. Como práticas desse pilar, pode-se citar a utilização de matérias primas renováveis, o reuso de água e até mesmo a reciclagem e aproveitamento de resíduos.

A capital norueguesa, Oslo, lidera o índice geral do Sustainable Cities 2022. Estocolmo (Suécia), Tóquio (Japão), Copenhague (Dinamarca) e Berlim (Alemanha) completam as cinco primeiras posições da lista de cidades sustentáveis. A Figura 1 apresenta as 20 top cidades sustentáveis do mundo. A análise da Figura 1 permite constatar que, com exceção de Tóquio, o top 20 é ocupado apenas por cidades europeias e norte-americanas, com destaque para as escandinavas, que detêm três lugares nas cinco primeiras posições. A cidade brasileira mais bem colocada na avaliação geral é São Paulo, na 84ª posição. 

Sobre Oslo, a número 1 das cidades sustentáveis do mundo, com população de cerca de 650 mil habitantes, ela sempre apresentou, historicamente, uma forte preocupação ambiental e tem intensificado esses esforços nos últimos anos. No setor de transporte, por exemplo, desde a década de 1990 incentiva a população a usar veículos elétricos. Hoje, Oslo é líder mundial em mobilidade elétrica e pretende chegar a 100% dos carros elétricos em 2025. Paralelamente, grandes investimentos vêm sendo realizados em transporte público, infraestrutura cicloviária e hidrovias. A gestão de resíduos é outro ponto forte em Oslo. Além de um completo serviço de coleta seletiva e uma série de programas de reciclagem, o município é o primeiro a testar a captura e armazenamento de carbono por meio da incineração de resíduos. A gestão de resíduos é um desafio global que atualmente gera enormes emissões de gases do efeito estufa porque grandes volumes de resíduos são depositados em aterros sanitários na grande maioria das cidades. Recuperar energia contida nesses resíduos usando a captura de carbono é parte da solução. É previsto que Oslo se torne uma cidade negativa em carbono a partir de 2030 com a estratégia climática que estabelece que a cidade se tornará praticamente sem emissões de gases de efeito estufa (GEE) até 2030, com redução de 95% nas emissões em comparação a 2009 e 52% menos já em 2023. A intenção é contribuir para a redução da quantidade de GEE na atmosfera por meio biológico e captura e armazenamento industrial de carbono. Ainda está prevista uma redução de 10% no consumo total de energia até 2030, em relação a 2009. E a resiliência está sendo reforçada para resistir aos impactos da mudança climática esperados até 2100, com medidas de adaptação como telhados verdes e espaços para escoamento de água para combater inundações.

Figura 1- As 20 maiores cidades sustentáveis do mundo

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Fonte: https://exame.com/negocios/100-cidades-sustentaveis-mundo-2022/ 

No Brasil, foi divulgado o ranking das cidades mais sustentáveis do País em artigo de Marcia Souza sob o título Ranking das cidades mais sustentáveis do Brasil, publicado no website da Archdaily [5]. As cidades foram classificadas pela pontuação geral, que mede o progresso total para o cumprimento de todos os 17 ODS (Objetivos do Desenvolvimento Sustentável). A pontuação varia de zero a 100, sendo que 100 é o limite máximo e indica um desempenho ótimo no cumprimento dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável. São Caetano do Sul, no ABC Paulista, está no topo do ranking das cidades sustentáveis do País porque, em uma pontuação de zero a 100, São Caetano atingiu 65,62, valor este suficiente para garantir o primeiro lugar. O levantamento inédito revela que a cidade já conhecida por liderar o IDH (Índice de Desenvolvimento Humano) no Brasil agora é a primeira entre os 5.570 municípios brasileiros em relação às práticas de ODS (Objetivos de Desenvolvimento Sustentável) da ONU os quais estão descritos a seguir [6]:

1. Erradicação da pobreza – Acabar com a pobreza em todas as suas formas, em todos os lugares.

2. Fome zero e agricultura sustentável – Acabar com a fome, alcançar a segurança alimentar e melhoria da nutrição e promover a agricultura sustentável.

3. Saúde e bem-estar – Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.

4. Educação de qualidade – Assegurar a educação inclusiva, e equitativa e de qualidade, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos.

5. Igualdade de gênero – Alcançar a igualdade de gênero e empoderar todas as mulheres e meninas.

6. Água limpa e saneamento – Garantir disponibilidade e manejo sustentável da água e saneamento para todos.

7. Energia limpa e acessível – Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos.

8. Trabalho decente e crescimento econômico – Promover o crescimento econômico sustentado, inclusivo e sustentável, emprego pleno e produtivo, e trabalho decente para todos.

9. Inovação e infraestrutura – Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.

10. Redução das desigualdades – Reduzir as desigualdades dentro dos países e entre eles.

11. Cidades e comunidades sustentáveis – Tornar as cidades e os assentamentos humanos inclusivos, seguros, resilientes e sustentáveis.

12. Consumo e produção responsáveis – Assegurar padrões de produção e de consumo sustentáveis.

13. Ação contra a mudança global do clima – Tomar medidas urgentes para combater a mudança climática e seus impactos.

14. Vida na água – Conservação e uso sustentável dos oceanos, dos mares, e dos recursos marinhos para o desenvolvimento sustentável.

15. Vida terrestre – Proteger, recuperar e promover o uso sustentável dos ecossistemas terrestres, gerir de forma sustentável as florestas, combater a desertificação, deter e reverter a degradação da Terra e deter a perda da biodiversidade.

16. Paz, justiça e instituições eficazes – Promover sociedades pacíficas e inclusivas para o desenvolvimento sustentável, proporcionar o acesso à justiça para todos e construir instituições eficazes, responsáveis e inclusivas em todos os níveis.

17. Parcerias e meios de implementação – Fortalecer os meios de implementação e revitalizar a parceria global para o desenvolvimento sustentável.

Os dados sobre os 5.570 municípios brasileiros estão no primeiro Mapa de Desempenho dos municípios brasileiros, que levam em consideração os 17 objetivos de desenvolvimento sustentável a serem alcançados até 2030. No top 10, todas as cidades fazem parte do estado de São Paulo. São elas: São Caetano do Sul, Jundiaí, Valinhos, Saltinho, Taguaí, Vinhedo, Cerquilho, Sertãozinho, Limeira e Borá. Há bastante tempo que São Caetano do Sul trabalha para alcançar os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável. O Plano de Governo de São Caetano do Sul foi pautado por ações que preparam a cidade para o futuro, com o uso de muita gestão técnica, alta tecnologia e governança, que garantem o desenvolvimento social e econômico do município que já tem o melhor Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) do Brasil e caminha para aumentar ainda mais a qualidade de vida dos seus moradores.

O município de São Caetano do Sul obteve avanços em relação à queda de mortalidade materna infantil, mortalidade por Aids, incidência de dengue, aplicação do orçamento municipal em Saúde, detecção de hepatite, entre outros. Em São Caetano do Sul, o gasto médio com saúde pública é de R$ 2,3 mil por habitante, quase o dobro da média nacional, que é de R$ 1,3 mil. Alguns Objetivos do Desenvolvimento Sustentável como Energias Renováveis e Acessíveis, Indústria, Inovação e Infraestrutura, e Proteção da Vida Marinha foram 100% atingidos. Toda a população de São Caetano do Sul tem acesso à energia elétrica, água tratada e coleta seletiva do lixo. 100% do esgoto é coletado e tratado. Além disso, os investimentos em educação de qualidade garantiram o selo de Município Livre do Analfabetismo e avanços constantes, com acesso à internet em todas as escolas, formação continuada dos professores e infraestrutura adequada.  

2.    Como tornar inteligentes as cidades brasileiras 

Toda cidade alcança a condição de cidade inteligente quando seus gestores a consideram como um sistema e fazem o uso da tecnologia da informação em seu processo de planejamento e controle contando com o efetivo apoio de sua populaçãoToda cidade inteligente requer o uso da tecnologia da informação com o uso de vários dispositivos conectados à rede IoT (Internet das coisas) para gerir as operações e serviços da cidade de forma racional e conectar-se com seus cidadãos [7]. A Internet das Coisas (IoT, em inglês) se refere a uma revolução tecnológica que tem como objetivo conectar os itens usados do dia a dia à rede mundial de computadores e é uma das principais tendências globais seu uso na administração de uma cidade porque é aplicável em soluções que vão desde o monitoramento da iluminação pública, ao de pedestres, ciclistas, de veículos automotores, do transporte público, dos serviços de educação e saúde, entre outros. As aplicações da Internet das Coisas são quase infinitas. Além disso, a IoT vai levar a uma redução dos desperdícios de recursos públicos nas cidades. Impulsionada pela ascensão da Internet 5G, os dispositivos IoT podem trazer benefícios para pessoas, empresas e setor público. Mas vale ressaltar que, para ser considerada uma solução IoT, o sistema de administração de uma cidade precisa ter três características: 1) receber dados digitais originado em sensores; 2) se conectar com uma rede externa; e, 3) processar informações de forma automática, ou seja, sem intervenção humana [8].

A tecnologia da informação permite que os gestores da cidade interajam diretamente com seus órgãos executores e com a população e monitorem o que está acontecendo na cidade e como a cidade está evoluindo em tempo real. A tecnologia da informação deve ser usada para melhorar a qualidade, o desempenho e a interatividade dos serviços urbanos, reduzir custos e o consumo de recursos e aumentar o contato entre os cidadãos e o governo. Uma cidade inteligente pode estar mais preparada para responder aos desafios enfrentados pelos seus gestores e por sua população. Toda cidade alcançará a condição de cidade inteligente quando forem conquistados os objetivos de humanização da cidade com a melhoria da qualidade de vida para toda a população, de desenvolvimento sustentável da cidade e de democratização das decisões do governo com a participação de toda a população.  

Entre as cidades inteligentes do mundo destacam-se: 1) Amsterdã, que possui, desde 2009, uma plataforma interconectada através de dispositivos sem fio para aprimorar as habilidades de tomada de decisão da cidade em tempo real, reduzir o tráfego, economizar energia e melhorar a segurança pública; 2) Copenhague, que, em 2014, conquistou o prestigioso World Smart Cities Award por sua estratégia de desenvolvimento de cidade inteligente voltada para a melhoria da qualidade do ar, da habitabilidade e do fluxo de tráfego; 3) Dubai, que tem projeto para torná-la cidade inteligente em 2030, com iniciativas em transporte que inclui veículos sem motorista, digitalização de transações do governo, negócios e clientes; e, 4) Estocolmo, que visa criar uma estrutura de TI verde para reduzir o impacto ambiental, aumentar a eficiência energética dos edifícios e monitoramento do tráfego, entre outros objetivos [1].  

De acordo com o IESE Cities in Motion (ICIM), Nova Iorque, Tóquio e Londres encabeçam a lista de cidades mais inteligentes do mundo [9]. O destaque da pesquisa da IESE está no uso tradicional de tecnologia, no qual Tóquio se destaca. Mas no quesito sustentabilidade, a capital japonesa não é tão inteligente assim, perdendo para grandes cidades, como Londres e Barcelona. Já o ranking feito pela IMD-SUTD é considerado mais refinado, já que as universidades da Suíça e de Cingapura fazem uma análise de como a tecnologia melhora o dia a dia dos cidadãos, levando em conta também dados sociais e pesquisas de percepção das pessoas. De acordo com este ranking, Cingapura está em primeiro lugar, seguida por Zurique e Oslo. 

No Brasil, de acordo com o ranking Connected Smart Cities 2021, da Urban Systems, as cidades de Curitiba, Florianópolis e São Paulo lideram a lista de cidades mais inteligentes do País [10]. Nesse ranking são analisados indicadores de mobilidade, economia, educação, saúde, meio ambiente, urbanismo, energia, tecnologia e inovação, empreendedorismo e governança. Na área de Urbanismo, por exemplo, Curitiba foi o destaque. Já na de mobilidade e acessibilidade, São Paulo ficou em primeiro lugar. No segmento de tecnologia e inovação, o Rio de Janeiro ficou na primeira posição. 

Ranking Connected Smart Cities 2022 

1.    Curitiba (PR)

2.    Florianópolis (SC)

3.    São Paulo (SP)

4.    São Caetano do Sul (SP)

5.    Campinas (SP)

6.    Brasília (DF)

7.    Vitória (ES)

8.    Niterói (RJ)

9.    Salvador (BA)

10. Rio de Janeiro (RJ)

A boa posição de Curitiba no ranking não foi uma surpresa para os gestores da cidade. O município é pioneiro na adoção e desenvolvimento de projetos voltados à sustentabilidade, tecnologia e empreendedorismo. Destaca-se, por exemplo, que a cidade foi a primeira do mundo a testar uma luminária inteligente com antenas 5G integrada e as iniciativas para disseminação de energias renováveis. No entanto, o maior símbolo de desenvolvimento é o Vale do Pinhão, um programa criado pela prefeitura de Curitiba, por meio da Agência Curitiba de Desenvolvimento S/A, que visa fortalecer o ambiente de inovação, empreendedorismo, economia criativa e tecnologia da cidade. Trata-se de um projeto voltado para universidades, centros de pesquisa, startups e outros atores sociais. 

Atualmente, o programa Vale do Pinhão se divide em cinco pilares: urbanização e desenvolvimento, educação e empreendedorismo, integração e articulação, fomento fiscal e, por fim, tecnologia. Dessa conjuntura surgiram iniciativas como a lei de inovação, a lei das antenas, a lei de liberdade econômica, o projeto faróis do saber e o conselho municipal de tecnologia e inovação. Em sua perspectiva, porém, a maior lição de Curitiba é a união do setor público, universidades e governança para tomar as decisões que afetam a vida da população.

3.    Conclusões

O que caracteriza uma cidade sustentável e inteligente? Ser sustentável significa a cidade assegurar o direito da população à terra urbana, à moradia, ao saneamento ambiental, à infraestrutura urbana, ao transporte e aos serviços públicos, ao trabalho e ao lazer, para a atual e futuras gerações e o direito da população a decidir sobre o destino de sua cidade. Ser uma cidade inteligente significa usar a tecnologia da informação para facilitar a gestão da cidade com a colaboração da população e contar com sua participação nas tomadas de decisão. O futuro das cidades e de suas populações depende, portanto, do que seja realizado no sentido de adotar um novo modelo de gestão com o uso da tecnologia da informação, promover a melhoria da qualidade de vida para toda a população, promover o desenvolvimento sustentável da cidade e promover a democratização das decisões do governo com a participação de toda a população.

As cidades sustentáveis são a chave para proporcionar a conquista do bem estar social para suas populações e atingir as metas climáticas para todo o planeta que contribuam para evitar a catastrófica mudança climática global. Considerando que mais da metade da população mundial vive em cidades e, até 2050, a projeção é que esta medida suba para dois terços, nesse contexto, a Arcadis ressalta no Sustainable Cities Index 2022 que ao mesmo tempo em que as cidades contribuem para alimentar alguns dos nossos maiores desafios, como a crise climática, as cidades sustentáveis também podem ser a solução para evitar a mudança climática catastrófica global. Estimativas da ONU Habitat indicam que enquanto as cidades representam apenas menos de 2% da superfície da Terra, consomem 78% da energia mundial e produzem mais de 60% das emissões de gases de efeito estufa do planeta. No entanto, lembra o relatório da ONU Habitat, é nas cidades onde as pessoas se reúnem para encontrar soluções inovadoras para os problemas da humanidade e onde novos caminhos para o futuro serão testados e aprimorados. Por sua vez, as cidades inteligentes farão com que as cidades sustentáveis potencializem suas ações na consecução do bem estar de suas populações e no enfrentamento da mudança climática global.

REFERÊNCIAS

1. ALCOFORADOFernando.  Como construir cidades inteligentes e sustentáveisDisponível no website <https://www.linkedin.com/pulse/como-construir-cidades-inteligentes-e-sustent%25C3%25A1veis-alcoforado/>.

2. ALCOFORADO, Fernando. Como preparar as cidades contra eventos climáticos extremos. Disponível no website <https://www.academia.edu/38323819/COMO_PREPARAR_AS_CIDADES_CONTRA_EVENTOS_CLIM%C3%81TICOS_EXTREMOS_pdf>, 10/02/2019.

3. ARCADIS, As cidades mais sustentáveis do mundo. Disponível no website <http://www.cidadessustentaveis.org.br/noticias/cidades-mais-sustentaveis-do-mundo>). 

4. EXAME. As 100 cidades mais sustentáveis do mundo em 2022. Disponível no website <https://exame.com/negocios/100-cidades-sustentaveis-mundo-2022/>. 

5. SOUSAMarcia Ranking das cidades mais sustentáveis do Brasil. Disponível no website <https://www.archdaily.com.br/br/986615/ranking-das-cidades-mais-sustentaveis-do-brasil>.

6. PISCO DE LUZ. Objetivos de desenvolvimento sustentável. Disponível no website <https://www.piscodeluz.org/desenvolvimento-sustentavel?>.

7. WIKIPEDIA. Cidade inteligente. Disponível no website <https://pt.wikipedia.org/wiki/Cidade_inteligente>.

8. TECHTUDO. ‘Internet das Coisas’: entenda o conceito e o que muda com a tecnologia. Disponível no website <https://www.techtudo.com.br/noticias/2014/08/internet-das-coisas-entenda-o-conceito-e-o-que-muda-com-tecnologia.ghtml>, 2014.

9. HABILITY. Cidades inteligentes: o que e quem são? Disponível no website <https://habitability.com.br/cidades-inteligentes-o-que-e-quem-sao/?>.

10. ESTADÃO. As cidades mais inteligentes do Brasil. Disponível no website <https://imoveis.estadao.com.br/cidades-inteligentes/as-cidades-mais-inteligentes-do-brasil/>.

* Fernando Alcoforado, 83, condecorado com a Medalha do Mérito da Engenharia do Sistema CONFEA/CREA, membro da Academia Baiana de Educação, da SBPC- Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência e do IPB- Instituto Politécnico da Bahia, engenheiro e doutor em Planejamento Territorial e Desenvolvimento Regional pela Universidade de Barcelona, professor universitário (Engenharia, Economia e Administração) e consultor nas áreas de planejamento estratégico, planejamento empresarial, planejamento regional e planejamento de sistemas energéticos, foi Assessor do Vice-Presidente de Engenharia e Tecnologia da LIGHT S.A. Electric power distribution company do Rio de Janeiro, Coordenador de Planejamento Estratégico do CEPED- Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Bahia, Subsecretário de Energia do Estado da Bahia, Secretário do Planejamento de Salvador, é autor dos livros Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018, em co-autoria), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia ao longo da história e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade (Editora CRV, Curitiba, 2022), de capítulo do livro Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Florida, United States, 2022) e How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023).

COMMENT LE GOUVERNEMENT DU BRÉSIL PEUT RENDRE DURABLE ET DÉVELOPPER ET MODERNISER LE SECTEUR DES TRANSPORTS

Fernando Alcoforado*

Cet article vise à montrer comment le gouvernement du Brésil peut rendre durable et développer et moderniser le secteur des transports du pays, qui est composé de transport routier, ferroviaire, voie navigable, par pipeline et aérien de marchandises et de personnes (Figure 1). Le transport urbain n’a pas été considéré dans cet article car il sera traité dans le prochain article lorsque la durabilité des villes sera abordée.

Figure 1- Matrice de transport au Brésil

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Source: Hijjar, Maria Fernanda e Lobo, AlexandreCenário da infraestrutura rodoviária no Brasil. Disponible sur le site Web<http://www.ilos.com.br/web/cenario-da-infraestrutura-rodoviaria-no-brasil/> , 2011

1. Le système de transport routier au Brésil

La figure 1 montre que le modal routier est responsable de 62,7% du fret transporté au Brésil, ayant une caractéristique unique, car il voyage par n’importe quel itinéraire, transite n’importe où et a une flexibilité unique en ce qui concerne l’itinéraire (Figure 2 ). La plus grande disponibilité de routes d’accès est également un facteur intéressant qui permet le flux de grandes quantités de marchandises au Brésil via ce mode. La plus grande priorité accordée au Brésil au transport routier conduit le pays à retarder son développement économique et à émettre plus de gaz à effet de serre que les autres modes de transport [1].

2. Le système de transport ferroviaire au Brésil

Le transport ferroviaire est responsable de 21,7% du fret transporté au Brésil, effectué par des trains composés de wagons qui, à leur tour, sont tirés par des locomotives qui se déplacent sur des rails (Figure 3). Le modal ferroviaire est connu comme tout transport de personnes ou de produits/matériaux effectué par voie ferrée dans des wagons fermés, des plates-formes, etc. Le transport ferroviaire a pour caractéristique principale un service sur de longues distances et de grandes quantités de marchandises avec des coûts d’assurance et de fret inférieurs. Cependant, la flexibilité du chemin est limitée. Le Brésil n’a que la dixième plus grande extension de rails au monde, un total approximatif de 29 000 km. En plus de la possibilité de transporter une grande capacité de fret dans ce mode, il a également une faible consommation d’énergie par unité transportée [1]. Compte tenu de la dimension territoriale du Brésil, une plus grande priorité devrait être accordée à la mise en place de chemins de fer plutôt que d’autoroutes dans le pays.

Figure 2- Carte des autoroutes existantes et projetées au Brésil

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Source: https://www.gov.br/infraestrutura/pt-br/assuntos/conteudo/rodovias-brasileiras

Figure 3- Carte des chemins de fer existants et projetés au Brésil

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Source: http://professorleandronieves.blogspot.com/2016/08/transporte-no-brasil.html

3. Le système de transport voie navigable du Brésil

Le transport voie navigable est responsable de 11,7% du fret transporté au Brésil, étant celui qui utilise l’eau pour déplacer le moyen de transport et peut être subdivisé en différents types selon la masse d’eau qu’il utilise (transport maritime, c’est-à-dire qui a lieu au-dessus des mers et des océans, fluvial qui emprunte les cours d’eau habituellement effectués par bateaux et lacustre dont le transport se fait dans les lacs et lagunes). Le transport par voie d’eau est largement utilisé pour transporter des produits et des personnes à faible coût. Il est généralement utilisé pour le transport de charges importantes sur de longues distances. Les faibles coûts de ce transport contribuent à améliorer la valeur commerciale des produits, les rendant plus compétitifs sur le marché, puisque le coût du transport influence le coût final du produit [1] (Figure 4).

Figure 4- Carte des principales voies navigables existantes et projetées au Brésil

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Source: https://plantproject.com.br/2018/04/as-principais-hidrovias-do-brasil/

La plus forte concentration de tronçons viables pour le transport par voies navigables se trouve dans la région nord du pays, où se trouvent de grands fleuves et des plaines. Au total, le réseau fluvial du Brésil compte 42 000 km. Les principaux problèmes des voies navigables au Brésil sont représentés par des voies navigables mal utilisées pour le transport de marchandises et de passagers. L’absence de priorité pour le transport fluvial conduit le pays à retarder son développement économique et à émettre davantage de gaz à effet de serre. Parmi les principales voies navigables brésiliennes, deux se distinguent : la voie navigable Tietê-Paraná et la voie navigable Taguari-Guaíba. Les chiffres au Brésil révèlent que les investissements pour les voies navigables n’atteignent pas 3% de ceux établis pour les autoroutes, selon les chiffres de la Confédération nationale de l’industrie (CNI). Le Brésil investit très peu dans les voies navigables malgré son immense potentiel [2][3].

La voie navigable modale est également largement utilisée pour le transport maritime de cabotage interconnectant en interne les ports du pays et le transport maritime international, principalement dans la relation entre les continents, car elle facilite l’accès des marchandises, en plus d’avoir des itinéraires exclusifs et il n’y a pas de problèmes dans le transit [4][5].

Figure 5- Carte du cabotage existant et prévu au Brésil

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Source: https://uxcomex.com.br/2021/04/a-cabotagem-no-brasil/

4. Le système de transport par pipeline au Brésil

Le transport par pipeline est celui dans lequel des conduits ou des tuyaux cylindriques creux sont utilisés dans les espèces de tuyaux qui forment des conduites appelées pipelines, qui servent à transporter des produits d’un point à un autre [1] (Figure 6). Le transport par pipeline est responsable de 3,8 % du fret transporté au Brésil, ce qui ne dispose d’aucune flexibilité, car le nombre de produits pouvant utiliser ce mode est limité.

Figure 6- Carte des pipelines au Brésil

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Source: https://calhambequi.wordpress.com/2013/05/14/modal-dutoviario/

Les pipelines sont composées de trois éléments : les dépôts (également appelés terminaux) où la cargaison est déposée et évacuée, les tuyaux à travers lesquels le produit est drainé et les joints qui font la connexion entre les tuyaux. Les principaux produits utilisés dans le transport par pipelines sont ceux des matières fluides, comme le pétrole et ses dérivés, le gaz naturel et l’alcool (éthanol). Le transport de ces matériaux à travers les canalisations s’effectue par pression ou traînage à travers un élément convoyeur. Des éléments comme la gravité sont utilisés pour transporter ou sont entraînés par pompage [1].

De nombreux pipelines sont souterrains et sous-marins, ce qui les rend un peu plus sûrs que d’autres formes de transport. L’influence des facteurs météorologiques est également une autre raison qui n’interfère pas avec le système de pipeline, ainsi que la perte de matériaux ou la possibilité de vol, qui est réduite en raison de la sécurité de ce transport. Un autre avantage est l’économie qui accompagne le transport sur de longues distances et dispose d’un système simplifié de chargement et de déchargement des produits. Malgré les avantages vus ci-dessus, ce transport présente également des inconvénients tels que la possibilité de provoquer des accidents à fort impact environnemental avec la rupture des pipelines, puisque celles-ci sont en contact avec le sol et la mer, qui impose la nécessité d’un investissement financier important pour la fixation des pipelines, et ceux-ci n’ont pas de changements d’itinéraire. Ce type de transport n’est pas indiqué pour les courtes distances ou les petites quantités de produits. De plus, les pipelines ne peuvent pas transporter différents types de produits, car il existe un risque de contamination [6].

Au Brésil, le premier pipeline a été mis en place en 1942, dans l’État de Bahia, qui a servi à relier une raffinerie expérimentale au port [6]. Depuis lors, il y a eu un grand développement de ce type de transport. Actuellement, les principaux transports par pipeline qui existent au Brésil sont :

• L’oléoduc entre Paulínea et Brasília, long d’environ 995 km, pour le transport de produits légers, comme le pétrole et l’éthanol ;

• Le pipeline de minerai entre Mariana et Ponta do Ubu, long d’environ 395 km, qui transporte le minerai de fer extrait à Minas Gerais et éliminé à Espírito Santo.

• Le gazoduc entre Santa Cruz de La Sierra en Bolivie et Canoas, dans l’état de Rio Grande do Sul, au Brésil. Ce gasotudo est connu sous le nom de Gasbol, qui transporte le gaz naturel extrait de Bolivie vers le Brésil, en passant par plusieurs états du pays. Il a une extension de 3 150 km.

Le système de pipelines de transport est très utile et fiable pour le flux de ces produits, que ce soit au Brésil ou dans d’autres pays. En raison de sa sécurité, il est largement utilisé, en particulier sur de longues distances. Malgré l’investissement initial élevé, les pipelines ont un faible coût d’exploitation [6].

5. Le système de transport aérien du Brésil

Le système de transport aérien est un mode de transport considéré comme mixte, puisqu’il peut transporter à la fois des marchandises et des personnes. Le flux de passagers est représenté sur la figure 7.

Figure 7- Transport aérien – Flux de passagers en provenance du Brésil

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Source: https://pt.wikipedia.org/wiki/Transporte_a%C3%A9reo_no_Brasil

Tous les avions ont des structures pour transporter des bagages et/ou du fret. Le transport aérien est responsable de 0,1 % du fret transporté au Brésil, qui est effectué par avion et peut être divisé en national et international (Figure 8). Ces compartiments peuvent être mixtes (cargaison/passager) ou individuels, cargo uniquement, passager uniquement. Le transport aérien est rapide et adapté aux marchandises urgentes. Le transport aérien est un transport adapté aux marchandises à haute valeur ajoutée, de petits volumes ou à livraison urgente. Le transport aérien présente certains avantages par rapport aux autres modes de transport, car il est plus rapide, en plus d’être plus viable pour les envois tels que les bagages, les pièces détachées, les produits électroniques, les denrées périssables, les cadeaux, les médicaments, les échantillons, etc. Le transport aérien est également avantageux. car il ne nécessite pas d’emballage plus renforcé, car la manipulation est plus soignée, car normalement ses charges sont unifiées sur des palettes ou même dans des conteneurs, une procédure qui contribue à la réduction des coûts et à la facilité d’utilisation de l’embarquement et du débarquement. D’autre part, il existe des inconvénients, tels qu’une capacité de charge inférieure, des coûts de fret élevés par rapport aux autres modes et le coût élevé de son infrastructure [1].

Figure 8- Transport de fret aérien au Brésil en 2019

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Source: https://sme.goiania.go.gov.br/conexaoescola/ensino_fundamental/geografia-modais-de-transporte/

6. Le système portuaire au Brésil

Les ports du Brésil sont des lieux où se déroulent le mouvement, le stockage et le transbordement des marchandises reçues des camions, des trains et des navires, en plus de l’embarquement et du débarquement des passagers (Figure 9). Ils sont l’un des maillons d’une matrice de transport à couverture nationale et mondiale. Le Brésil compte au total 175 installations portuaires de fret, y compris des ports et terminaux maritimes et des installations fluviales [7][8]. Nous avons des ports le long de nos côtes et à l’intérieur des terres qui utilisent nos vastes bassins hydrographiques. Le Brésil compte 99 ports et terminaux maritimes le long de notre côte. Il y a 76 terminaux à l’intérieur des terres, dehors de la côte. Parmi ces terminaux, 18 se trouvent dans la région sud, 6 dans la région centre-ouest et 52 dans la région nord. Les principaux ports du Brésil sont, dans l’ordre, Santos à São Paulo, Paranaguá à Paraná, Itapoá et Portonave à Santa Catarina, Rio Grande à Rio Grande do Sul, Dp World Santos à São Paulo, Chibatão à Amazonas, Suape à Pernambuco, Itajaí à Santa Catarina et Rio de Janeiro à Rio de Janeiro.

Figure 9- Carte des principaux ports maritimes et fluviaux du Brésil

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Source: http://educacao.globo.com/artigo/portos-brasileiros.html

Le 25 février 1993, la loi n ° 8 630 (loi de modernisation des ports) a été promulguée, laissant la place à des privatisations par le biais de contrats ou de baux dans le secteur, pour l’exploration de ports organisés et d’installations portuaires au Brésil. Le modèle actuel d’exploration portuaire comprend six figures principales :

• Ports organisés : appartiennent à l’Union et sont gérés par des agents publics. La plupart des services sont fournis par des opérateurs portuaires privés dans des installations louées dans le cadre d’un processus d’appel d’offres.

• Les Terminaux Privés à Usage Exclusif (TUP-E) : ce sont des biens privés constitués sur autorisation, formalisés par un contrat d’adhésion, c’est-à-dire sans appel d’offres ni versement de subvention. Ils peuvent être construits uniquement pour la manutention de la cargaison du titulaire du terminal.

• Terminaux Privés à Usage Mixte (TUP-M) : il s’agit de biens privés constitués sur autorisation. Ils acheminent des marchandises appartenant au propriétaire du terminal et à des tiers, de manière subsidiaire, conformément à la législation en vigueur.

• Petites Installations Portuaires Publiques (IP4) : il s’agit d’une installation d’amarrage de navires régionaux pour le transport de marchandises et de personnes, ainsi que de ferries pour le transport de marchandises.

• Stations de transbordement de cargaisons (ETC) : est considérée, selon la résolution 2520 de l’ANTAQ, une « installation portuaire située en dehors de la zone du port organisé, utilisée exclusivement pour l’opération de transbordement de cargaisons destinées ou en provenance de la navigation intérieure ».

• Terminaux Privés de Tourisme (iPTur) : installation portuaire exploitée avec autorisation et utilisée pour l’embarquement, le débarquement et le transit des passagers, de l’équipage et des bagages, et les intrants pour l’approvisionnement et l’approvisionnement des navires de tourisme.

Les 11 principaux ports brésiliens en matière de manutention de fret sont Rio Grande (RS), Paranaguá (PR), Vitória (ES), Rio de Janeiro (RJ), Santos (SP), Itajaí (SC), São Francisco do Sul ( SC), Sepetiba (RJ), Salvador (BA), Aratu (BA) et Itaqui (MA), qui représentent ensemble 89 % des exportations brésiliennes. Les données sur le mouvement des marchandises dans les ports brésiliens au premier semestre 2020 ont atteint 221,15 millions de tonnes de fret. Selon l’Agence nationale des transports fluviaux (ANTAC), les cargaisons les plus fréquentées sur cette période ont été, dans l’ordre, les vracs solides (60,75%), les conteneurs (19,89%), les vracs liquides (14,59%) et marchandises en vrac (4,77%). La plupart des ports souffrent d’un manque de tirant d’eau, c’est-à-dire d’un manque de profondeur d’eau. Au fil du temps, le mouvement des navires accumule de la boue sur le fond marin et, par conséquent, dans certains ports, les navires sont obligés d’attendre la marée haute pour entrer dans la jetée, ou ils doivent transporter moins de poids, n’occupant qu’une partie de leur capacité de charge. La solution consiste à draguer les matériaux accumulés, ce qui doit être fait à intervalles réguliers, généralement tous les deux ans. Dans certains ports, le dernier dragage a été effectué il y a dix ans, en raison du manque de ressources financières, de la lenteur du processus d’appel d’offres ou des difficultés à délivrer des licences environnementales.

Plus grave, et aussi plus coûteux à résoudre, est le problème d’accès aux ports brésiliens. Les chemins de fer ne suffisent pas et les autoroutes sont en mauvais état. La situation se répète dans la plupart des ports et est aggravée par le manque d’entrepôts en nombre suffisant pour organiser le flux de marchandises et éviter les files de camions. De plus, les exportateurs et les importateurs souffrent d’une bureaucratie excessive dans la mainlevée des cargaisons. Il existe de nombreuses agences gouvernementales en bordure du port, notamment le ministère de la Défense, l’Agence de surveillance de la santé (Anvisa), le Federal Revenue Service et le ministère de l’Agriculture. Chacun d’eux est responsable d’un type de document et du contrôle physique des marchandises. Il n’existe pas de registre gouvernemental unique et le propriétaire de la marchandise est tenu de fournir les mêmes informations à toutes les agences sous différentes formes. Ces obstacles entraînent des retards dans les ports et le paiement d’amendes élevées pour la durée de l’arrêt du navire.

Le Brésil, avec tous ces problèmes, a un coût d’activité portuaire très supérieur à la moyenne mondiale. Alors que dans le meilleur port du pays, Santos, 12 dollars sont dépensés pour expédier 1 tonne, la moyenne mondiale est de 7,02 dollars la tonne, selon les données du cabinet de conseil Trevisan. Dans le port de Singapour, l’exportateur dépense 5 dollars et à Rotterdam, aux Pays-Bas, le coût n’est que de 4,8 dollars la tonne. Pour atteindre le niveau de productivité de ports comme Rotterdam ou Singapour, il faudra investir massivement dans la modernisation des équipements. Le Brésil doit réduire ses coûts portuaires, élément clé de la compétitivité d’un pays dans un monde globalisé. Le système portuaire brésilien nécessite de nombreux ajustements, principalement sur des questions liées à l’accès routier et ferroviaire et à la productivité. Pecém et Suape, par exemple, bien que nouvelles et modernes, ont une capacité inutilisée car elles ne disposent pas d’un bon système d’accès leur permettant de recevoir des marchandises de la région centre-nord du pays. Quand ils ont été planifiés, il y avait l’intention de construire le chemin de fer Transnordestina, qui atteindrait les deux ports, et aussi de dupliquer le BR-101. Aucun de ces projets n’a été exécuté.

Actuellement, Santos est le principal port brésilien. Il reçoit des chargements de tout le pays. L’an dernier, 27,9 % des exportations y passaient. Jusqu’au début de cette année, le dragage était l’un des problèmes les plus sérieux du port de Santos. Le principal défi de Santos est maintenant de surmonter le goulot d’étranglement dans l’accès aux terminaux portuaires. Les camions quittant São Paulo pour le port de Santos mettent 90 minutes sur le trajet, mais lorsqu’ils arrivent au port, ils sont arrêtés jusqu’à 24 heures en attendant d’être déchargés. Les principaux chemins de fer du pays se terminent à Santos, mais une seule entreprise, MRS Logística, est propriétaire des 18 derniers kilomètres du chemin de fer qui atteint la jetée. Pour effectuer la dernière partie du trajet, les wagons qui ont marché à une vitesse moyenne de 20 kilomètres à l’heure pendant tout le trajet, ralentissent à environ deux kilomètres en moyenne car ils doivent changer de locomotive et présenter une série de documents pour avoir leur laissez-passer libéré. Cela résulte du retard dans la création d’une réglementation claire sur le partage des mailles. Le modèle de privatisation des chemins de fer divisait les réseaux en lots et ne prévoyait pas d’intégration avec les ports. Le résultat a été la création de ce monstre qui finit par causer des retards dans la livraison des marchandises.

7. Le système aéroportuaire au Brésil

Les aéroports brésiliens sont des lieux où le fret est déplacé, stocké et transféré, en plus de l’embarquement et du débarquement des passagers utilisant le transport aérien [9][10]. Le Brésil compte 2 463 aéroports et aérodromes enregistrés par l’ANAC (Agence nationale de l’aviation civile), dont 1 806 privés et 657 publics. Les principaux aéroports du Brésil sont représentés sur la carte de la figure 10. Ils constituent l’un des maillons d’une matrice de transport à couverture nationale et mondiale.

Figure 10- Carte des principaux aéroports du Brésil

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Source: https://www.google.com/maps/d/viewer?mid=1vlDxKBQh5BfYbHXMGNHcbnHcCCU&hl=pt_BR&ll=-14.163457736642599%2C-51.362629&z=4

Le système de transport aérien est un moyen de transport considéré comme mixte, puisqu’il peut transporter à la fois des marchandises et des personnes. Le transport aérien est responsable de 0,1% du fret transporté au Brésil, qui est effectué par des avions qui décollent et atterrissent dans les aéroports et peut être divisé en national et international. Les 10 aéroports les plus fréquentés avec les plus grandes et les meilleures structures du Brésil, dans l’ordre, sont les suivants :

• Aéroport international de Guarulhos-São Paulo

• Aéroport Congonhas – São Paulo

• Aéroport de Brasilia – District fédéral

• Aéroport Galeão – Rio de Janeiro

• Aéroport Confins – Belo Horizonte

• Aéroport de Viracopos – Campinas

• Aéroport Santos Dumont – Rio de Janeiro

• Aéroport de Recife – Recife

• Aéroport de Porto Alegre – Porto Alegre

• Aéroport de Salvador – Salvador

L’aéroport de Guarulhos est considéré comme le plus grand du pays et aussi d’Amérique du Sud, avec une superficie de 14 kilomètres carrés. Le complexe de départ et d’arrivée est également le deuxième plus fréquenté en termes de nombre de passagers en Amérique latine, totalisant 50,5 millions de personnes par an, juste derrière l’aéroport international de Mexico. En 10 ans, le Brésil a fait de grands progrès vers la modernisation de ses aéroports avec le programme de concessions aéroportuaires qui a joué un rôle important dans la transformation qu’a connue le secteur en si peu de temps.

8. Comparaison économique entre les principaux modes de transport au Brésil

Les coûts supportés par une entreprise de transport sont des coûts fixes et variables [1]. Les principaux facteurs qui influent sur le coût des itinéraires sont : la distance, le volume et le poids. Les coûts fixes sont ceux qui ne varient pas avec la distance parcourue : amortissements, rendement du capital, frais administratifs, impôts et salaires. Les coûts variables varient selon la distance parcourue : pneus, huile, lavage/graissage, carburant, entretien et péages. Les décisions de transport sont fortement liées à cette structure de coûts, qui est fondamentale pour l’adoption de politiques appropriées par les entreprises contractantes. Par exemple, lorsqu’un fabricant de biens de consommation choisit un mode de transport, il constate généralement que les coûts de la voie d’eau et du chemin de fer sont majoritairement fixes, tandis que les coûts variables prédominent pour la route et l’air, qui varient avec la distance et le poids. Des coûts fixes élevés sont plus adaptés au transport de commodities et de marchandises à faible valeur ajoutée, tandis que des coûts variables plus élevés reflètent des opérations dans lesquelles les délais de livraison sont une priorité dans le transport et les produits ont une valeur ajoutée plus élevée.

Dans une récente enquête réalisée conjointement avec l’IPEA et l’IBGE et publiée dans le livre “Estrutura e Dinâmica do Setor de Serviços no Brasil”, il a été constaté que les coûts fixes atteignent jusqu’à 36 % des revenus dans le modal ferroviaire, tandis que sur les autoroutes et dans le transport aérien sont respectivement de 23 et 17 %. En revanche, dans le transport aérien, les coûts variables et semi-variables totaux peuvent atteindre jusqu’à 70 % des revenus, contre 48 % pour les autoroutes et 45 % pour les chemins de fer. Sur la base du coût fixe, le transport aérien est le plus attractif, suivi par le transport routier et ferroviaire, dans cet ordre. Sur la base du coût variable, le mode ferroviaire est plus attractif que les modes routier et aérien, dans l’ordre [1].

L’analyse du tableau 1 montre que le modal voie navigable est l’alternative la plus économique car il a un coût inférieur par tonne.km (0,009), une force de traction supérieure de 4 mille kg, nécessite moins d’investissement par 1000 tonnes (0,75) et a une durée de vie plus longue (50 ans). Le modal ferroviaire occupe la deuxième place car il a un coût par tonne.km égal à 0,016, une force de traction de 500 kg, nécessite un investissement par 1000 tonnes égal à 2,5, a une durée de vie utile de 30 ans. Le modal routière a un coût à la tonne.km plus élevé (0,056), une force de traction de 150 kg, nécessite un investissement pour 1000 tonnes égal à 3 et a une durée de vie utile de 10 ans [1].

Tableau 1- Comparaison entre modes voie navigable, ferroviaire et routier

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Source: Correa, Vivian Helena Capacle e Ramos, Pedro.  A precariedade do transporte rodoviário brasileiro para o escoamento da produção de soja do Centro-Oeste: situação e perspectivas. Disponible sur le site Web<http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-20032010000200009>, 2010.

De ce qui précède, l’irrationalité de la matrice de transport au Brésil est démontrée, ce qui favorise l’utilisation du modal routier, qui est, économiquement, le pire comparé avec les alternatives voie navigables et ferroviaires qui devraient être, dans l’ordre, les modes les plus appropriés pour la mise en œuvre au Brésil.

De ce qui précède, l’irrationalité de la matrice de transport au Brésil est démontrée, ce qui favorise l’utilisation du modal routier, qui est, économiquement, le pire parmi les alternatives voies navigables et ferroviaires qui devraient être, dans l’ordre, les modes les plus appropriés pour la mise en œuvre au Brésil. Cela signifie que le gouvernement du Brésil devrait promouvoir l’expansion des chemins de fer et des gares, des voies navigables et des ports et des transports aériens et des aéroports et cesser d’investir dans l’expansion des autoroutes.

9. Analyse des émissions de gaz à effet de serre du secteur des transports au Brésil

La figure 11 informe que les transports dans le monde sont responsables de l’émission de 22% des gaz à effet de serre sur la planète.

Figure 11- Emission de gaz à effet de serre dans le monde

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Source: https://oleodieselnaveia.com/2022/08/12/a-eletrificacao-e-os-emissores-de-co2/

Parmi les moyens de transport, la figure 11 informe que les trains sont les moins émetteurs suivis des navires, des avions, des camions et des bus [11]. Les trains émettent 0,88 % de gaz à effet de serre (0,04×0,22), les navires 2,2 % (0,10×0,22), les avions 2,42 % (0,11×0,22) et les camions et bus 7,48 % (0,34×0,22) [11].

Au Brésil, le secteur de l’énergie est responsable de 21 % des émissions de gaz à effet de serre (Figure 12).

Figure 12- Émission de gaz à effet de serre au Brésil

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Source: https://ipam.org.br/brasil-tem-emissoes-estaveis-em-2018-desmatamento-cresceu-na-amazonia/

Sur les 21 % d’émissions de gaz à effet de serre réalisées par le secteur de l’énergie, 47 % de cette valeur (9,87 %) est à la charge du secteur des transports au Brésil (Figure 13). Cela signifie que le secteur des transports dans son ensemble émet 9,87 % des gaz à effet de serre au Brésil. Au Brésil, en 2019, l’émission de gaz à effet de serre du transport de marchandises correspond à 25 % de l’émission de gaz du secteur de l’énergie, soit 5,25 % (25 % x 21 %) des gaz à effet de serre émis au Brésil [16] (Figure 13). Sur les 5,25 % de gaz à effet de serre émis par le secteur du transport de marchandises, 76 % (19 % / 25 %) sont effectués par des camions, 16 % (45 % / 25 %) par des véhicules utilitaires légers, 4 % (1 % / 25 %) par des navires et 4 % (15 % / 25 %) par des locomotives (Figure 13).

Figure 13- Émission de gaz à effet de serre dans le secteur des transports au Brésil

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Source: https://energiaeambiente.org.br/as-emissoes-brasileiras-de-gases-de-efeito-estufa-nos-setores-de-energia-e-de-processos-industriais-em-2019-20201201

Afin de comparer les modes de transport au Brésil en fonction de leur contribution à l’émission de gaz à effet de serre, un calcul a été effectué pour chaque mode de transport du rapport entre le pourcentage de gaz à effet de serre émis et le pourcentage de fret transporté au Brésil. Dans le calcul, les données décrites ci-dessous ont été prises en compte :

1) Émission de gaz à effet de serre

Autoroutes 92% (camions + véhicules utilitaires légers)

Chemins de fer 4% (locomotives)

Voies navigables 4 % (navires)

Pipelines 0%

2) Marchandises transportées au Brésil (Figure 1)

Autoroutes 62,7 %

Chemins de fer 21,7 %

Voies navigables 11,7 %

Pipelines 3,8 %

Transport aérien 0,1%

Observations : 1) la comparaison des modes de transport s’est limitée aux autoroutes, chemins de fer et voies navigables, qui correspondent à 96,1 % des marchandises transportées au Brésil ; 2) les pipelines ont été considérés comme n’émettant aucune émission de gaz à effet de serre dans leurs opérations et n’ont pas été pris en compte dans le calcul car le transport de marchandises est très limité ; 3) le transport aérien n’a pas été pris en compte dans le calcul car le transport de fret n’est pas très représentatif par rapport aux autres modes.

Résultat du calcul du ratio % Emission de gaz à effet de serre / % Cargaison transportée

Autoroutes = 1.4673046 (92% / 62,7%)

Chemins de fer = 0,1843317 (4% / 21,7%)

Voies navigables = 0,3418803 (4% / 11,7%)

Ce calcul démontre que les chemins de fer et les voies navigables, dans l’ordre, émettent moins de gaz à effet de serre par cargaison transportée que les autoroutes. Cela signifie que d’un point de vue environnemental, le Brésil devrait donner la priorité, dans l’ordre, à l’utilisation de trains avec voies ferrées et de navires avec voies navigables dans le transport de marchandises, plutôt que de camions et d’autobus avec autoroutes. Cela signifie que le gouvernement du Brésil devrait promouvoir l’expansion des chemins de fer et des gares, des voies navigables et des ports et cesser d’investir dans l’expansion des autoroutes.

10. Évaluation du secteur actuel des transports au Brésil

Comme expliqué dans les parties 1 à 9 de cet article, les différents modes de transport existant au Brésil ont été analysés, ce qui nous a permis de vérifier ce qui suit :

• La matrice de transport au Brésil est irrationnelle car elle privilégie l’utilisation du mode autoroutier qui est, économiquement, le plus mauvais par rapport aux alternatives voies navigables et ferroviaires qui devraient être, dans l’ordre, les modes les plus appropriés pour une mise en œuvre au Brésil.

• Les trains émettent le moins de gaz à effet de serre, suivis des navires, des avions, des camions et des autobus.

• Le transport par pipelines peut provoquer des accidents avec un grand impact environnemental avec la rupture des pipelines, car elles sont en contact avec le sol et la mer, un fait qui nécessite un investissement financier important pour la fixation sûre des pipelines.

• Le modal fluvial est l’alternative la plus économique, suivi du chemin de fer et de l’alternative routière.

• Compte tenu de la dimension territoriale du Brésil, une plus grande priorité devrait être accordée à la mise en place de chemins de fer plutôt que d’autoroutes dans le pays, car ils sont plus économiques et émettent moins de gaz à effet de serre.

• Les principaux problèmes des voies navigables au Brésil résultent du fait qu’elles sont mal utilisées pour le transport de marchandises et de passagers.

• L’absence de priorité pour le transport fluvial conduit le Brésil à retarder son développement économique et à émettre davantage de gaz à effet de serre avec la priorité donnée aux autoroutes.

• La plupart des ports du Brésil souffrent d’un manque de tirant d’eau, c’est-à-dire d’un manque de profondeur d’eau dont la solution nécessite le dragage des matériaux accumulés, qui doit être effectué à intervalles réguliers, généralement tous les deux ans.

• Les ports du Brésil sont confrontés à des problèmes liés à l’accès des marchandises car il n’y a pas assez de voies ferrées et les routes sont en mauvais état.

• Les ports du Brésil sont confrontés au problème d’un manque d’entrepôts en nombre suffisant pour organiser le flux de marchandises et éviter les files de camions.

• Il y a une bureaucratie excessive dans la libération des cargaisons dans les ports.

• Il n’existe pas de registre gouvernemental unique et le propriétaire du produit est tenu de fournir les mêmes informations à toutes les agences sur différents formulaires.

• Le Brésil a un coût d’activité portuaire très supérieur à la moyenne mondiale.

• Pour atteindre le niveau de productivité de ports comme Rotterdam ou Singapour, il faudra investir massivement dans la modernisation des équipements des ports au Brésil.

Le gouvernement brésilien doit adopter des stratégies compatibles pour éliminer toutes les faiblesses décrites ci-dessus, ainsi que rendre durable, développer et moderniser le secteur des transports au Brésil.

11. Comment rendre le secteur des transports brésilien durable

Comme expliqué dans la partie 9 de cet article, les conclusions du point de vue de la durabilité environnementale sont que le transport dans le monde est responsable de l’émission de 22% des gaz à effet de serre sur la planète et, au Brésil, en 2019, le secteur des transports est responsable de 9,87 % des émissions de gaz à effet de serre. Le système de transport routier brésilien représente 23 % des émissions de gaz à effet de serre du secteur du transport de marchandises, le système de transport ferroviaire 1 % et le système de transport fluvial 1 %. Le Brésil pourra contribuer à réduire l’émission de ces gaz en recherchant la durabilité environnementale pour son secteur des transports, en adoptant en priorité la réalisation d’investissements dans l’expansion des chemins de fer et des voies navigables, car les trains et les navires sont les moyens de transport qui émettent le moins gaz à effet de serre, ainsi que l’abandon de l’expansion du système de transport routier. Cela signifie que d’un point de vue environnemental, le Brésil devrait donner la priorité, dans l’ordre, à l’utilisation de trains et de navires dans le transport de marchandises et non à l’utilisation de camions et d’autobus.

12. Comment développer et moderniser les systèmes de transport du Brésil

i) L’avenir des véhicules à moteur et l’expansion et la modernisation du système de transport routier au Brésil

À l’avenir, les autoroutes ne seront pas aussi dangereuses qu’elles le sont aujourd’hui. Les véhicules n’auront pas de chauffeur et n’émettront pas de déchets polluants dans l’air. Les autoroutes seront contrôlées par des technologies sophistiquées qui communiquent avec les voitures, extraient l’énergie du soleil, intègrent l’infrastructure routière et les systèmes GPS [12]. Les autoroutes du futur commencent déjà à être conçues. Les autoroutes du futur seront équipées de panneaux solaires avancés qui produiront de l’énergie propre et renouvelable et rechargeront sans fil les voitures électriques en mouvement ou en stationnement. Comme rodovias terão iluminação LED e elementos de aquecimento para derreter a neve onde ela ocorrer. Les voitures électriques sont appelées à devenir monnaie courante sur les routes du futur, car les développements scientifiques amélioreront considérablement les performances des batteries et le potentiel d’augmentation du stockage de l’électricité. Les systèmes de navigation entièrement automatisés permettront également aux routes d’être peuplées de voitures sans conducteur, ce qui nécessitera des changements dans la conception et l’exploitation des routes et de plus grands avantages en matière de sécurité et d’environnement. Les véhicules deviendront de plus en plus “intelligents”, ce qui, grâce à la combinaison du véhicule connecté et de l’Internet des objets, permettra aux voitures de transmettre et de recevoir des informations sur le trafic, la vitesse, la météo et les risques potentiels pour la sécurité. Des véhicules autonomes publics ou privés nous relieront de chez nous à un hub de transport. Il existe déjà des bus sans conducteur dans le canton de Schaffhouse, en Suisse, qui circulent pour prendre et déposer des passagers tout en s’attaquant au trafic [13]. Il n’a même pas de volant. Un employé à l’intérieur du bus peut prendre le contrôle du véhicule à partir d’une télécommande, en cas d’événement imprévu.

Stratégies nécessaires pour étendre et moderniser le système de transport routier du Brésil:

• Abandonner les investissements dans de nouvelles autoroutes, en privilégiant les investissements dans la modernisation des autoroutes actuelles au Brésil.

• Équiper les autoroutes actuelles de technologies qui communiquent avec les véhicules motorisés en transit.

• Installer des systèmes d’énergie photovoltaïque sur les autoroutes actuelles qui rechargeront sans fil les voitures électriques en mouvement ou en stationnement.

• Installer des panneaux photovoltaïques avec des systèmes d’éclairage LED et des systèmes GPS sur les autoroutes actuelles.

• Installer sur les autoroutes actuelles des systèmes de navigation entièrement automatisés qui permettront aux autoroutes d’être peuplées de voitures sans conducteur offrant des avantages en matière de sécurité et d’environnement.

• Permettre aux véhicules motorisés de recevoir des informations sur la circulation, la vitesse, la météo et les risques potentiels pour la sécurité sur les autoroutes actuelles.

ii) L’avenir des trains et les stratégies d’expansion et de modernisation du système de transport ferroviaire au Brésil

À l’avenir, les trains à grande vitesse confortables seront monnaie courante et éviteront les embouteillages sur les autoroutes. La plupart des lignes ferroviaires des principales capitales mondiales seront alimentées par des énergies renouvelables telles que le solaire photovoltaïque, l’éolien et l’hydrogène [13]. Les trains léviteront magnétiquement dans des tubes sans air, atteignant des vitesses élevées interconnectant différents quartiers des métropoles. Le système sans conducteur, c’est-à-dire sans conducteur dans le train et sans conducteur dans le bus, sera pleinement opérationnel [13]. Les métros et les trains (et, qui sait, les bus) seront pilotés à distance grâce à un logiciel, offrant plus de sécurité, de rapidité et de confort aux passagers, puisqu’il sera possible de contrôler la vitesse, l’intervalle entre eux, et même l’heure d’ouverture du des portes. De plus, la parfaite synchronisation des trains évitera les arrêts brusques et contribuera à la réduction de la consommation d’énergie. Les transporteurs et les fournisseurs utiliseront des ressources telles que l’intelligence artificielle, l’internet des objets, la vitesse du réseau et le big data afin de permettre des systèmes de paiement plus efficaces et l’intégration des modalités, afin que le métro et les bus soient plus largement utilisés par la population [13] .

Sur les lignes ferroviaires, la maintenance préventive sera effectuée par des drones autonomes, les trains sans conducteur circuleront en toute sécurité à grande vitesse, les charges seront automatiquement envoyées à leur destination et une technologie intelligente sera conçue pour améliorer l’expérience des passagers et permettre des déplacements sans billet. Il y aura amélioration et diffusion des systèmes de guidage automatique dans les trains, ce qui optimisera encore les temps de parcours et pourra mettre fin aux retards. Des robots intelligents construiront de nouvelles infrastructures ferroviaires et moderniseront les anciennes. Les avancées technologiques seront également essentielles pour améliorer l’expérience utilisateur, fournir des informations précises sur l’itinéraire en temps réel et permettre un accès ininterrompu au travail et aux loisirs tout en voyageant via les réseaux Internet sans fil (Wireless et/ou 5G). La technologie de lévitation magnétique exceptionnellement silencieuse et efficace utilisée dans le système de convoyeur entièrement automatisé permettra également au système de servir d’alternative peu encombrante et à faible émission de gaz à effet de serre. Le système fonctionnera à des vitesses allant jusqu’à 150 km/h, pouvant gérer jusqu’à 180 conteneurs/heure individuellement et entièrement électriquement [13].

Stratégies nécessaires pour étendre et moderniser le système de transport ferroviaire du Brésil:

• Créer des réglementations claires sur le partage du réseau ferroviaire privatisé du Brésil, visant son intégration pour éviter les retards dans la livraison des marchandises.

• Concevoir l’expansion de nouvelles voies ferrées et gares ferroviaires en tenant compte des lignes ferroviaires à grande vitesse avec des trains qui léviteront magnétiquement dans des tubes sans air.

• Utiliser la technologie de lévitation magnétique exceptionnellement silencieuse et efficace utilisée dans le système de convoyeur entièrement automatisé pour permettre au système de servir d’alternative peu encombrante et à faible émission de GES.

• Concevoir l’expansion de nouvelles voies ferrées à grande vitesse avec des gares et des trains de voyageurs confortables.

• Concevoir l’extension de nouvelles voies ferrées et gares alimentées par des énergies renouvelables telles que le solaire photovoltaïque, l’éolien et l’hydrogène.

• Concevoir de nouvelles voies ferrées avec ou sans système sans conducteur, c’est-à-dire sans conducteur.

• Concevoir de nouvelles voies ferrées conduites à distance grâce à un logiciel, offrant plus de sécurité, de rapidité et de confort aux passagers, puisqu’il sera possible de contrôler la vitesse, l’intervalle entre elles, et même l’heure d’ouverture des portes. De plus, la parfaite synchronisation des trains évitera les arrêts brusques et contribuera à la réduction de la consommation d’énergie.

• Utiliser des ressources telles que l’intelligence artificielle, l’internet des objets, la vitesse du réseau et les mégadonnées afin de permettre des systèmes de paiement plus efficaces et l’intégration du chemin de fer avec le métro et les bus.

• Réaliser la maintenance préventive des lignes ferroviaires par des drones autonomes.

• Utiliser des robots intelligents pour construire de nouvelles infrastructures ferroviaires et moderniser les anciennes.

• Améliorez l’expérience utilisateur en fournissant des informations d’itinéraire précises en temps réel et en permettant un accès ininterrompu au travail et aux divertissements tout en voyageant sur des réseaux Internet sans fil (sans fil et/ou 5G).

iii) L’avenir des navires et les stratégies d’expansion et de modernisation du système de transport des voies navigables au Brésil

À l’avenir, les navires bénéficieront de technologies de plus en plus sophistiquées. Les navires intelligents feront partie intégrante de la réalité qui nous entoure. Les navires seront équipés de sonars sophistiqués pour éviter les collisions avec les icebergs ou de moyens permettant une meilleure utilisation de l’énergie. Des navires comme ceux-ci feront un meilleur usage des courants océaniques et pourraient même prévenir d’autres dommages à l’écosystème [14]. L’industrie navale étudie des innovations qui placeront inévitablement la navigation à un niveau plus durable. On s’attend à ce que dans les 10, 20 ou 30 prochaines années, des navires propulsés par l’énergie solaire voient le jour, car il y a une grande avancée dans les études de cette technologie et de son applicabilité à grande échelle. Il y aura même une utilisation civile de l’énergie nucléaire comme source de propulsion et des ports intelligents [14]. De nouvelles technologies peuvent être ajoutées aux infrastructures portuaires, basées sur le concept de l’industrie 4.0 dans l’automatisation et la numérisation des ports grâce à la robotique, au big data, à l’internet des objets (IoT), à la blockchain et à l’intelligence artificielle [14]. Les cargos utiliseront des batteries qui seront alimentées par l’énergie solaire et éolienne grâce à des accords avec des entreprises qui opèrent à proximité des ports où les navires seront amarrés. Là, ils peuvent être rechargés et faire remplacer leurs piles [15].

Un nouveau porte-conteneurs électrique sans pilote est en cours de construction en Norvège par deux sociétés. Le cargo électrique, pour la navigation court-courrier, aura dans un premier temps un équipage présent, mais en 2022, le navire passerait en fonctionnement autonome (s’il obtient les autorisations nécessaires). Ce navire baptisé “Tesla of the seas” sera piloté depuis un centre de contrôle embarqué lors des premiers voyages. Ensuite, il sera contrôlé de manière autonome via GPS. Les collisions possibles seront évitées en utilisant une combinaison de capteurs [14]. L’émission de CO2 d’un grand navire équivaut à plus de 83 000 voitures. Comme il y a 100 000 navires, ils polluent l’équivalent de 830 millions de voitures. Pour éviter ce problème, la compagnie maritime mondiale Maersk prévoit d’installer des “voiles à rotor” pour ses pétroliers afin de réduire les coûts de carburant et les émissions de carbone. La société à l’origine de la technologie, le finlandais Norsepower, affirme qu’il s’agit du premier système de conversion d’énergie éolienne sur un pétrolier [14]. Il convient de souligner les grandes avancées dans l’applicabilité du vent ou de l’énergie éolienne à la propulsion des navires. L’énergie éolienne, avec l’installation de voiles de rotor, génère une énergie propre et renouvelable comme source auxiliaire de propulsion, apportant plus de durabilité au secteur naval dans un avenir proche. De grands progrès dans la réduction de la consommation de carburant sont également réalisés grâce à des systèmes de récupération de chaleur plus efficaces, des types de peinture et même des changements profonds dans la conception des coques de navires, qui génèrent tous moins d’émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Il y aura une grande expansion avec la propulsion des navires au GNL (Gaz Naturel Liquéfié). Les navires qui utilisent ce combustible fossile, l’un des plus propres, sont déjà une réalité et son applicabilité augmente d’année en année. L’utilisation du GNL apporte non seulement une réduction des coûts pour l’armateur, principalement liés à la maintenance, mais surtout le gain environnemental. Par rapport aux moteurs traditionnels, il représente une réduction de 99 % des émissions de dioxyde de soufre, 85 % de dioxyde d’azote et 20 % de dioxyde de carbone. Les progrès du remplacement du pétrole lourd par le GNL dans la propulsion des navires permettront d’atteindre l’objectif de l’Organisation maritime internationale (OMI) d’une réduction de 40 % des émissions de gaz à effet de serre d’ici 2050 [14]. L’une des technologies les plus durables à l’étude est celle des cargos sans citernes de ballast, qui visent à assurer la stabilité du navire en évitant le rejet d’eau de ballast salée, qui, lors de sa vidange, peut entraîner de graves impacts environnementaux en raison de l’insertion de non-indigènes micro-organismes, tels que, par exemple, les épidémies de choléra et la propagation de la moule dorée, qui provoque de graves problèmes d’encrassement des navires, des pipelines et même des centrales hydroélectriques. L’évolution des cargos sans ballasts consiste à remplacer les ballasts par des « tuyaux » structuraux longitudinaux, avec admission à la proue et refoulement à la poupe, qui créent un débit constant d’eau salée locale et favorisent la pression nécessaire pour générer la stabilité de le navire, selon la cargaison expédiée. La mise en œuvre éventuelle d’une telle technologie dans la construction navale pourrait avoir des impacts positifs sur l’environnement et sur le coût d’exploitation du navire, puisqu’une série de mesures et d’équipements sont actuellement utilisés pour atténuer les risques de déversement de micro-organismes dans d’autres zones [14].

Stratégies nécessaires pour étendre et moderniser le système de transport des voies navigables du Brésil :

• Résoudre le problème du dragage dans le port de Santos.

• Résoudre le problème d’accès aux ports brésiliens par rail et par route.

• Résoudre le problème du manque d’entrepôts en nombre suffisant pour organiser les flux de marchandises et éviter les files de camions aux ports.

• Éliminer la bureaucratie excessive dans la libération des expéditions de fret dans les ports.

• Augmenter le niveau de productivité des ports au Brésil en investissant massivement dans la modernisation des équipements portuaires.

• Concevoir l’expansion et la modernisation des voies navigables et des ports au Brésil.

• Encourager l’utilisation de navires à énergie solaire et de cargos utilisant des batteries alimentées par l’énergie solaire et éolienne pour lutter contre les émissions de gaz à effet de serre.

• Encourager l’installation de « voiles à rotor » comme système de conversion d’énergie éolienne qui génère de l’énergie propre et renouvelable comme source auxiliaire de propulsion dans les pétroliers, afin de réduire les coûts de carburant et les émissions de carbone.

• Encourager la propulsion des navires au GNL (Gaz Naturel Liquéfié), qui est le combustible fossile le plus propre.

• Inciter les navires à ne pas utiliser les ballasts en les remplaçant par des « tuyaux » longitudinaux structuraux, avec admission à la proue et refoulement à la poupe, qui créent un flux constant d’eau salée locale et favorisent la pression nécessaire pour générer la stabilité de le navire, selon la cargaison expédiée.

• Doter les ports du futur d’installations permettant de recharger ou de remplacer les batteries des navires propulsés à l’énergie solaire, car les études sur cette technologie et son applicabilité à grande échelle sont très avancées.

• Fournir aux ports du futur de nouvelles technologies ajoutées à l’infrastructure portuaire, basées sur le concept d’industrie 4.0, l’automatisation et la numérisation des ports grâce à la robotique, au big data, à l’internet des objets (IoT), à la blockchain et à l’intelligence artificielle.

• Équiper les ports du futur de terminaux méthaniers pour alimenter les navires en propulsion à base de GNL (Gaz Naturel Liquéfié).

iv) L’avenir des avions et les stratégies d’expansion et de modernisation du système de transport aérien au Brésil

À quoi ressemblera le transport aérien du futur ? L’industrie aéronautique travaille au développement de plusieurs projets d’avions qui promettent de révolutionner le transport aérien dans les années et décennies à venir [15]. Il existe des avions supersoniques, électriques, autonomes et même des avions aux allures de drone géant pour le transport de passagers dans les centres urbains. La recherche de moyens plus efficaces pour voler et transporter des passagers dans le ciel tout en émettant moins de gaz polluants (voire zéro émission) est le grand défi de l’industrie aéronautique pour les années à venir. Ce changement nécessitera une refonte technologique des avions. Il y a des études sur les avions électriques, les voitures volantes, les avions supersoniques, entre autres innovations. La solution de l’avion électrique ne fonctionne pas encore pour les aviones grandes. Ce qui peut être construit, à l’heure actuelle, ce sont des avions électriques d’une capacité d’un peu plus de 10 passagers et d’une autonomie de vol d’environ 300 km. Une autre option évaluée dans ce domaine est la propulsion hybride, combinant des moteurs conventionnels et électriques. Les avions électriques ne devraient pas évoluer si vite au point de supplanter les jets à court ou moyen terme. Les avions électriques utilisent des batteries électriques, le “carburant” de ce nouveau type d’avion, qui sont assez lourdes et peu efficaces par rapport à la puissance élevée des moteurs à réaction et des turbopropulseurs. Une autre source électrique à l’étude pour les avions est celle des générateurs à hydrogène, une technologie qui doit encore mûrir jusqu’à ce qu’elle devienne réellement viable.

La recherche de moyens plus efficaces pour voler et transporter des passagers dans le ciel tout en émettant moins de gaz polluants (voire zéro émission) est le grand défi de l’industrie aéronautique pour les années à venir. Ce changement nécessitera une refonte technologique des avions et des habitudes des passagers. Les compagnies aériennes finlandaise Finnair et norvégienne Widerøe ont récemment annoncé leur intention d’introduire des jets de passagers électriques dans leurs flottes d’ici 2026. Au Canada, où l’utilisation de petits avions commerciaux gagne également du terrain, Harbour Air teste des hydravions équipés d’hélices électriques. Ces jours-ci, les machines sous la forme du géant Boeing 747 et de l’Airbus A380 tombent en disgrâce dans le transport de passagers. Ils sont trop coûteux à exploiter, nécessitent plus d’entretien et consomment d’énormes quantités de carburant. Les avancées dans les technologies des moteurs et les nouvelles solutions aérodynamiques ont contribué à réduire considérablement la consommation de carburant des avions commerciaux, ouvrant la possibilité de routes de plus en plus longues.

Les avions hybrides sont ceux conçus pour décoller et atterrir verticalement avec des rotors basculants. Ce type d’avion se développe rapidement car les concepteurs et les startups réalisent que c’est l’avenir de l’avion. VoltAero, une startup française de l’aviation, développe un avion hybride qui pourrait devenir un “Tesla” du ciel, vulgarisant la technologie et la rendant accessible à davantage de personnes. L’avion a été conçu pour avoir une autonomie de vol allant jusqu’à 3,5 heures, avec une autonomie de 1 287 km, volant jusqu’à 8 fois par jour avec un temps de vol total de 10 heures. Construit avec des matériaux composites, l’avion sera proposé en trois versions : le Cassio 330, avec quatre sièges et un système de propulsion hybride d’une puissance de 330 kW, le Cassio 480, avec six sièges et une propulsion hybride de 480 kW. Le troisième modèle est le Cassio 600, avec 10 places et une propulsion hybride de 600 kW. Sa vitesse de croisière est estimée à 370 km/h, et en mode tout électrique l’autonomie est de 200 km [15].

Boom a la proposition qui se rapproche le plus de ce qu’était le Concorde. Des jets plus petits, auparavant réservés aux vols intérieurs, pourront effectuer des trajets internationaux entre les continents. 9 Des chercheurs de l’Université technique de Delft, aux Pays-Bas, ont réussi à faire voler pour la première fois un prototype du nouvel avion commercial Flying-V, qui est considéré comme un nouvel avion qui peut changer l’aviation à l’avenir [42]. Avec une forme en V assez différente des avions commerciaux traditionnels, le Flying-V a un design pensé pour avoir une consommation de carburant plus efficace. Airbus présente des conceptions d’avions à hydrogène pour éviter les émissions de gaz à effet de serre d’ici 2035. Il s’agit d’un modèle en forme de «V», avec des ailes intégrées dans le corps de l’avion. L’industrie aéronautique travaille au développement de plusieurs projets d’avions qui promettent de révolutionner le transport aérien dans les années et décennies à venir [15].

Stratégies nécessaires pour développer et moderniser le système de transport aérien du Brésil:

• Concevoir l’expansion et la modernisation des aéroports au Brésil.

• Analyser les changements à traiter dans les aéroports actuels à opérer avec le développement de plusieurs projets d’avions qui promettent de révolutionner le transport aérien dans les années et décennies à venir.

• Analyser les changements à traiter dans les aéroports actuels pour exploiter des avions hybrides, qui sont ceux conçus pour décoller et atterrir verticalement avec des rotors basculants.

• Analyser les changements à traiter dans les aéroports actuels pour opérer avec le nouvel avion commercial Flying-V, qui est signalé comme un nouvel avion qui peut changer l’aviation à l’avenir.

• Défendre la fabrication d’Airbus qui propose des conceptions d’avions à hydrogène pour éviter les émissions de gaz à effet de serre d’ici 2035.

• Défendre la fabrication d’avions à propulsion hybride, associant moteurs conventionnels et électriques pour réduire les émissions de gaz à effet de serre.

• Encourager l’utilisation d’avions électriques car moins émetteurs de gaz polluants (voire zéro) ou de propulsion hybride, associant moteurs conventionnels et électriques et avions à hydrogène, une technologie qui doit encore mûrir pour devenir réellement viable.

• Encourager l’utilisation d’aéronefs hybrides conçus pour décoller et atterrir verticalement avec des rotors basculants.

• Doter les aéroports du futur d’installations permettant de recharger ou de remplacer les batteries des avions électriques et l’hydrogène des avions propulsés à l’hydrogène.

• Équiper les aéroports du futur de nouvelles technologies ajoutées aux infrastructures aéroportuaires, basées sur le concept de l’industrie 4.0 dans l’automatisation et la numérisation des aéroports grâce à la robotique, au big data, à l’internet des objets (IoT), à la blockchain et à l’intelligence artificielle.

Tous ces changements qui pourraient survenir dans l’avenir des véhicules à moteur, des trains, des navires et des avions obligent à concevoir les systèmes de transport routier, pipelinier, voir navigable et aérien au Brésil en tenant compte des scénarios futurs décrits ci-dessus..

LES RÉFÉRENCES

1. ALCOFORADO, Fernando. A matriz de transporte requerida ao Brasil. Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/36766599/A_MATRIZ_DE_TRANSPORTE_REQUERIDA_AO_BRASIL>.

2. CAVALCANTI, Leonardo, DIANNI, Claudia e CALCAGNO, Luiz. Hidrovias brasileiras são desconsideradas pelo poder público. Disponible sur le site Web<https://www.correiobraziliense.com.br/app/noticia/brasil/2019/07/29/interna-brasil,774337/hidrovias-brasileiras.shtml>.

3. CANCIAN, Thais. Transporte mais limpo, eficiente e barato do Brasil é pouco utilizado. Disponible sur le site Web <https://exame.com/negocios/transporte-mais-limpo-eficiente-e-barato-do-brasil-e-pouco-utilizado_red-01/>. 

4.  BRASIL, Daniel. Cabotagem: saiba tudo sobre esse transporte que só cresce no Brasil. Disponible sur le site Web <https://www.hivecloud.com.br/post/cabotagem-saiba-tudo-sobre-esse-transporte/>.

5. BNDES. A Cabotagem no Brasil. Disponible sur le site Web <https://www.bndes.gov.br/wps/portal/site/home/conhecimento/noticias/noticia/cabotagem>. 

6. SILVA, Wellington Souza. Transporte dutoviárioDisponible sur le site Web <https://www.infoescola.com/geografia/transporte-dutoviario/>. 

7. RAMALHAO, Luciana. Portos do Brasil: conheça as principais instalações portuárias existentes no país. Disponible sur le site Web <https://navalportoestaleiro.com/portos-do-brasil-conheca-as-principais-instalacoes-portuarias-existentes-no-pais/>. 

8. FURTADO, Clarissa. Infraestrutura – O nó dos portos brasileiros. Disponible sur le site Web <https://www.ipea.gov.br/desafios/index.php?option=com_content&view=article&id=872:catid=28&Itemid>.

9. WIKIPEDIA. Lista de aeroportos do Brasil por movimento. Disponible sur le site Web <https://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_aeroportos_do_Brasil_por_movimento>.

10. PASSAGENS PROMO. Maiores aeroportos do Brasil: listamos os 10 principais! Disponible sur le site Web <https://www.passagenspromo.com.br/blog/maiores-aeroportos-do-brasil/>.

11. MERLUZZI, Orlando. A eletrificação e os emissores de CO2 na atmosfera. Disponible sur le site Web <https://oleodieselnaveia.com/2022/08/12/a-eletrificacao-e-os-emissores-de-co2/>.

12. ALCOFORADO, Fernando. As revoluções nos meios de transporte desde a pré-história à era contemporânea e sua evolução futura.  Disponible sur le site Web <https://www.linkedin.com/pulse/revolu%C3%A7%C3%B5es-nos-meios-de-transporte-desde-pr%C3%A9-hist%C3%B3ria-alcoforado/?trk=pulse-article&originalSubdomain=pt>.

13. ALCOFORADO, Fernando. As grandes invenções no transporte terrestre e dutoviário da história e sua futura evolução.  Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/70469861/AS_GRANDES_INVEN%C3%87%C3%95ES_NO_TRANSPORTE_TERRESTRE_E_DUTOVI%C3%81RIO_DA_HIST%C3%93RIA_E_SUA_FUTURA_EVOLU%C3%87%C3%83O>.

14ALCOFORADO, Fernando. As grandes invenções no transporte hidroviário ao longo da história e sua futura evolução   Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/70469861/AS_GRANDES_INVEN%C3%87%C3%95ES_NO_TRANSPORTE_TERRESTRE_E_DUTOVI%C3%81RIO_DA_HIST%C3%93RIA_E_SUA_FUTURA_EVOLU%C3%87%C3%83O>.

15. ALCOFORADO, Fernando. As grandes invenções no transporte aéreo e espacial ao longo da história e sua futura evolução.   Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/74982444/AS_GRANDES_INVEN%C3%87%C3%95ES_NO_TRANSPORTE_A%C3%89REO_E_ESPACIAL_AO_LONGO_DA_HIST%C3%93RIA_E_SUA_FUTURA_EVOLU%C3%87%C3%83O>.

16. IEMA. As emissões brasileiras de gases de efeito estufa nos setores de Energia e de Processos Industriais em 2019. Disponible sur le site Web <https://energiaeambiente.org.br/as-emissoes-brasileiras-de-gases-de-efeito-estufa-nos-setores-de-energia-e-de-processos-industriais-em-2019-20201201>.

* Fernando Alcoforado, 83, a reçoit la Médaille du Mérite en Ingénierie du Système CONFEA / CREA, membre de l’Académie de l’Education de Bahia, de la SBPC – Société Brésilienne pour le Progrès des Sciences et l’IPB – Institut Polytechnique de Bahia, ingénieur (Ingénierie, Économie et Administration) et docteur en Planification du Territoire et Développement Régional de l’Université de Barcelone, professeur d’université (Ingénierie, Économie et Administration) et consultant dans les domaines de la planification stratégique, de la planification d’entreprise, planification du territoire et urbanisme, systèmes énergétiques, a été Conseiller du Vice-Président Ingénierie et Technologie chez LIGHT S.A. Entreprise de distribution d’énergie électrique de Rio de Janeiro, coordinatrice de la planification stratégique du CEPED – Centre de recherche et de développement de Bahia, sous-secrétaire à l’énergie de l’État de Bahia, secrétaire à la planification de Salvador, il est l’auteur de ouvrages Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade (Editora CRV, Curitiba, 2022), est l’auteur d’un chapitre du livre Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Floride, États-Unis, 2022) et How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023).

HOW THE GOVERNMENT OF BRAZIL CAN MAKE SUSTAINABLE AND EXPAND AND MODERNIZE THE TRANSPORT SECTOR

Fernando Alcoforado*

This article aims to show how the government of Brazil can make sustainable and expand and  modernize the country’s transport sector, which is composed of highway, railway, waterway, pipeline and airway transport of cargo and people (Figure 1). Urban transport was not considered in this article because it will be dealt with in the next article when the sustainability of cities will be addressed.

Figure 1- Brazil transport matrix

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Source: Hijjar, Maria Fernanda e Lobo, Alexandre. Cenário da infraestrutura rodoviária no Brasil. Available on the website  <http://www.ilos.com.br/web/cenario-da-infraestrutura-rodoviaria-no-brasil/> , 2011

1. The highway transport system in Brazil

Figure 1 shows that the highway modal is responsible for 62.7% of the cargo transported in Brazil, having a unique characteristic, as it travels by any route, transits anywhere, and has a unique flexibility with regard to the route (Figure 2 ). The greater availability of access highway is also an interesting factor that enables the flow of large amounts of cargo in Brazil through this modal. The higher priority given in Brazil to highway transport leads the country to delay its economic development and emit more greenhouse gases than other modes of transport [1].

2. The railway transport system in Brazil

Railway transport is responsible for 21.7% of the cargo transported in Brazil, being carried out by trains composed of wagons that, in turn, are pulled by locomotives that move on rails (Figure 3). The railway modal is known as all transport of people or products/materials carried out through railways in closed wagons, platforms, etc. Railway transport has as its main feature service over long distances and large amounts of cargo with lower insurance and freight costs. However, the flexibility in the path is limited. Brazil has only the tenth largest extension of rails in the world, an approximate total of 29,000 km. In addition to the possibility of transporting large cargo capacity in this mode, it also has a low energy consumption per transported unit [1]. Given the territorial dimension of Brazil, greater priority should be given to the implementation of railways instead of highways in the country.

Figure 2- Map of existing and projected highways in Brazil

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Source: https://www.gov.br/infraestrutura/pt-br/assuntos/conteudo/rodovias-brasileiras

Figure 3- Map of existing and projected railways in Brazil

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Source: http://professorleandronieves.blogspot.com/2016/08/transporte-no-brasil.html 

3. Brazil’s waterway transport system

Waterway transport is responsible for 11.7% of the cargo transported in Brazil, being the one that uses water to move the means of transport and can be subdivided into different types according to the body of water it uses (maritime transport, which is that takes place over seas and oceans, fluvial that uses rivers usually carried out by boats and lacustrine whose transport is done in lakes and lagoons). Waterway transport is widely used to transport products and people at low cost. It is generally used for transporting large loads over long distances. The low costs of this transport help to improve the commercial value of the products, making them more competitive in the market, since the cost of transport influences the final cost of the product [1] (Figure 4).

Figure 4- Map of the main existing and projected waterways in Brazil

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Source: https://plantproject.com.br/2018/04/as-principais-hidrovias-do-brasil/

The highest concentration of viable stretches for waterway transport is found in the northern region of the country, where there are large rivers and plains. In all, the waterway network in Brazil has 42,000 km. The main problems of waterways in Brazil are represented by poorly used waterways for the transport of cargo and passengers. The lack of priority for waterway transport leads the country to delay its economic development and emit more greenhouse gases. Among the main Brazilian waterways, two stand out: the Tietê-Paraná Waterway and the Taguari-Guaíba Waterway. The numbers in Brazil reveal that investment for waterways does not reach 3% of the established for highways, according to figures from the National Confederation of Industry (CNI). Brazil invests very little in waterways despite its immense potential [2][3].

The waterway modal is also widely used for cabotage maritime transport internally interconnecting the country’s ports and international maritime transport, mainly in the relationship between continents, as it facilitates the access of goods, in addition to having exclusive routes and there are no problems in the transit [4][5].

Figure 5- Map of existing and planned cabotage in Brazil

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Source: https://uxcomex.com.br/2021/04/a-cabotagem-no-brasil/

4. The pipeline transport system in Brazil

Pipeline transport is one in which ducts or hollow cylindrical pipes are used in types of pipes that form lines called pipelines, which are used to transport products from one point to another [1] (Figure 6). Pipeline transport is responsible for 3.8% of the cargo transported in Brazil, which does not have any flexibility, since there is a limitation on the number of products that can use this modal.

Figure 6- Map of pipelines in Brazil

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Source: https://calhambequi.wordpress.com/2013/05/14/modal-dutoviario/

The pipelines are made up of three elements: the deposits (also called terminals) where the cargo is deposited and removed, the pipes through which the product is drained and the joints that make the connection between the pipes. The main products used in pipeline transport are those of fluid materials, such as oil and derivatives, natural gas and alcohol (ethanol). The transport of these materials through the pipelines is carried out by pressure or dragging through a conveyor element. Elements such as gravity are used to transport or are driven by pumping [1].

Many pipelines are underground and underwater, which makes them somewhat safer than other forms of transport. The influence of meteorological factors is also another reason that does not interfere with the pipeline system, as well as the loss of materials, or the possibility of theft, which is reduced due to the security that this transport has. Another advantage is the economy that comes with transport over long distances and has a simplified system for loading and unloading products. Despite the advantages seen above, this transport also has disadvantages such as the chance of causing accidents with great environmental impact with the rupture of the pipelines, since these are in contact with the ground and the sea, which imposes the need for a major financial investment to fix the pipelines and these do not have route changes. This type of transport is not indicated for short distances or small quantities of products. In addition, the tubes cannot carry different types of products, as there is a risk of contamination [6].

In Brazil, the first pipeline was implemented in 1942, in the State of Bahia, which served to connect an experimental refinery to the port [6]. Since then, there has been a great development of this type of transport. Currently, the main pipeline transports that exist in Brazil are:

• The Oil Pipeline between Paulínea and Brasília, which is approximately 995 km long, for the transport of light products, such as oil and ethanol;

• The Ore Pipeline between Mariana and Ponta do Ubu, approximately 395 km long, which transports the iron ore that is removed in Minas Gerais and disposed of in Espírito Santo;

• The Gas Pipeline between Santa Cruz de La Sierra in Bolivia and Canoas, in the state of Rio Grande do Sul, in Brazil. This gasotudo is known as Gasbol, which transports natural gas extracted in Bolivia to Brazil, passing through several states in the country. It has an extension of 3,150 km.

The transport pipeline system is very useful and reliable for the flow of these products, whether in Brazil or in other countries. Due to its safety, it is widely used, especially over long distances. Despite the high initial investment, pipelines have a low operating cost [6].

5. Brazil’s airway transport system

The airway transport system is a transport mode considered mixed, since it can transport cargo and people at the same time. The passenger flow is represented in Figure 7.

Figure 7- Air transport- Flow of passengers from Brazil

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Source: https://pt.wikipedia.org/wiki/Transporte_a%C3%A9reo_no_Brasil

All aircraft have structures for transporting luggage and/or cargo. Airway transport is responsible for 0.1% of cargo transported in Brazil, which is carried out by aircraft and can be divided into national and international (Figure 8). These compartments can be mixed (cargo / passenger) or individual, cargo only, passenger only. Airway transport is fast and suitable for urgent goods. Airway transport is a suitable transport for goods with high added value, small volumes or with urgent delivery. Airway transport has some advantages over other modes of transport, as it is faster, in addition to being more viable for shipments such as luggage, spare parts, electronic products, perishable goods, gifts, medicines, samples, etc. Airway transport is also advantageous because it does not require more reinforced packaging, since handling is more careful, as normally its loads are unitized on pallets or even in containers, a procedure that contributes to cost reduction and ease of use of boarding and disembarking. On the other hand, there are disadvantages, such as having a lower load capacity, high freight costs compared to other modes and the high cost of its infrastructure [1].

Figure 8- Air cargo transport in Brazil in 2019

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Source: https://sme.goiania.go.gov.br/conexaoescola/ensino_fundamental/geografia-modais-de-transporte/

6. The port system in Brazil

The ports in Brazil are places where the movement, storage and transshipment of cargo received from trucks, trains and ships take place, in addition to embarking and disembarking passengers (Figure 9). They are one of the links in a transport matrix that has national and worldwide coverage. Brazil has a total of 175 cargo port facilities, including maritime ports and terminals and fluvial facilities [7][8]. We have ports along our coast and inland using our extensive watersheds. Brazil has 99 ports and maritime terminals along our coast. There are 76 terminals inland, off the coast. Of these terminals, 18 are in the South Region, 6 in the Midwest Region and 52 in the North Region. The main ports in Brazil are, in order, Santos in São Paulo, Paranaguá in Paraná, Itapoá and Portonave in Santa Catarina, Rio Grande in Rio Grande do Sul, Dp World Santos in São Paulo, Chibatão in Amazonas, Suape in Pernambuco , Itajaí in Santa Catarina, and Rio de Janeiro in Rio de Janeiro.

Figure 9- Map of the main sea and river ports in Brazil

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Source: http://educacao.globo.com/artigo/portos-brasileiros.html

On February 25, 1993, Law No. 8,630 (Port Modernization Law) was enacted, giving room for privatizations through contracts or leases in the sector, for the exploration of organized ports and port facilities in Brazil. The current port exploration model includes six main figures:

• Organized Ports: belong to the Union and are managed by public agents. Most of the service is provided by private port operators in facilities leased through a bidding process.

• Exclusive Use Private Terminals (TUP-E): these are private assets established upon authorization, formalized by an adhesion contract, that is, without public bidding or grant payment. They may be constructed solely for handling the terminal holder’s cargo.

• Private Terminals for Mixed Use (TUP-M): these are private assets established upon authorization. They move cargo belonging to the terminal owner and third parties, in a subsidiary manner, in accordance with current legislation.

• Small Public Port Installations (IP4): this is a facility for mooring regional vessels for transporting goods and people, as well as ferries for transporting cargo.

• Cargo Transshipment Stations (ETC): is considered, according to ANTAQ resolution 2520, a “port facility located outside the area of the organized port, used exclusively for the transshipment operation of cargo destined for or coming from inland navigation”.

• Private Tourism Terminals (iPTur): port facility operated with authorization and used for boarding, disembarking and transit of passengers, crew and luggage, and inputs for provisioning and supplying tourism vessels.

The 11 main Brazilian ports in cargo handling are Rio Grande (RS), Paranaguá (PR), Vitória (ES), Rio de Janeiro (RJ), Santos (SP), Itajaí (SC), São Francisco do Sul ( SC), Sepetiba (RJ), Salvador (BA), Aratu (BA) and Itaqui (MA), which together account for 89% of Brazilian exports. Goods movement data in Brazilian ports in the first half of 2020 reached 221.15 million tons of cargo. According to the National Agency for Waterway Transportation (ANTAC), the busiest cargoes in this period were, in order, solid bulk (60.75%), containers (19.89%), liquid bulk (14.59%) and loose load (4.77%). Most ports suffer from a lack of draft, that is, a lack of water depth. Over time, the movement of ships accumulates mud on the seabed and, as a result, in some ports, ships are forced to wait for high tide to enter the pier, or they must carry less weight, occupying only part of their capacity of load. The solution is to dredge the accumulated material, which must be done at regular intervals, generally every two years. In some ports, the last dredging was carried out ten years ago, due to lack of financial resources, slowness in the bidding process or difficulties in issuing environmental licenses.

More serious, and also more expensive to solve, is the problem of access to Brazilian ports. The railroads are not enough and the highways are in a bad state. The situation is repeated in most ports and is aggravated by the lack of warehouses in sufficient numbers to organize the flow of cargo and avoid queues of trucks. In addition, exporters and importers suffer from excessive bureaucracy in releasing cargo. There are numerous government agencies on the edge of the port, including the Ministry of Defense, the Health Surveillance Agency (Anvisa), the Federal Revenue Service and the Ministry of Agriculture. Each of them is responsible for a type of document and for physical checks on the goods. There is no single government register, and the owner of the merchandise is obliged to provide the same information to all agencies in different forms. These obstacles lead to delays in ports and the payment of high amounts in fines for the time the ship is stopped.

Brazil, with all these problems, has a port activity cost much higher than the world average. While in the best port in the country, Santos, 12 dollars are spent to ship 1 ton, the world average is 7.02 dollars per ton, according to data from consultancy Trevisan. In the port of Singapore, the exporter spends 5 dollars per ton and in Rotterdam, in the Netherlands, the cost is only 4.8 dollars per ton. To reach the level of productivity of ports like Rotterdam or Singapore, it will be necessary to invest heavily in modernizing equipment. Brazil needs to reduce its port costs – a key element of a country’s competitiveness in a globalized world. The Brazilian port system requires many adjustments, mainly in issues related to road and rail access and productivity. Pecém and Suape, for example, although new and modern, have idle capacity because they do not have a good access system that allows them to receive cargo from the central-north region of the country. When they were planned, there was the intention to build the Transnordestina railroad, which would reach both ports, and also to duplicate the BR-101. None of these projects got off the ground.

Currently, Santos is the main Brazilian port. It receives loads from all over the country. Last year, 27.9% of exports passed through there. Until the beginning of this year, dredging was one of the most serious problems in the port of Santos. Santos’ main challenge now is to overcome the bottleneck in access to port terminals. Trucks leaving São Paulo for the port of Santos spend 90 minutes on the trip, but when they arrive at the port they are stopped for up to 24 hours waiting to be unloaded. The main railroads in the country end in Santos, but only one company, MRS Logística, owns the final 18 kilometers of the railroad that reaches the pier. To complete the final stretch of the trip, wagons that walked at an average speed of 20 kilometers per hour during the entire journey, slow down to about two kilometers on average because they have to change the locomotive and present a series of documents to have their pass released. This results from the delay in creating a clear regulation on the sharing of meshes. The railroad privatization model divided the networks into lots and did not foresee integration with the ports. The result was the creation of this monster that ends up causing delays in the delivery of cargo.

7. The airport system in Brazil

Airports in Brazil are places where cargo is moved, stored and transferred, in addition to boarding and disembarking passengers using air transport [9][10]. Brazil has 2,463 airports and airfields registered by ANAC (National Civil Aviation Agency), 1,806 of which are private and 657 are public. The main airports in Brazil are shown on the map in Figure 10. They are one of the links in a transport matrix that has national and worldwide coverage.

Figure 10- Map of the main airports in Brazil

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Source: https://www.google.com/maps/d/viewer?mid=1vlDxKBQh5BfYbHXMGNHcbnHcCCU&hl=pt_BR&ll=-14.163457736642599%2C-51.362629&z=4

The airway transport system is a means of transport considered mixed, since it can transport cargo and people at the same time. Airway transport is responsible for 0.1% of cargo transported in Brazil, which is carried out by aircraft that take off and land at airports and can be divided into national and international. The 10 busiest airports with the largest and best structures in Brazil, in order, are as follows:

• Guarulhos-São Paulo International Airport

• Congonhas Airport – São Paulo

• Brasilia Airport – Federal District

• Galeão Airport – Rio de Janeiro

• Confins Airport – Belo Horizonte

• Viracopos Airport – Campinas

• Santos Dumont Airport – Rio de Janeiro

• Recife Airport – Recife

• Porto Alegre Airport – Porto Alegre

• Salvador Airport – Salvador

Guarulhos Airport is considered the largest in the country and also in South America, with an area of 14 square kilometers. The departure and arrival complex is also the second busiest in terms of number of passengers in Latin America, totaling 50.5 million people per year, second only to Mexico City International Airport. In a period of 10 years, Brazil made great progress towards the modernization of its airports with the airport concessions program that played a relevant role in the transformation that the sector had in such a short time.

8. Economic comparison between the main modes of transport in Brazil

The costs that a transport company incurs are fixed and variable costs [1]. The main factors that affect the cost of routes are: distance, volume and weight. Fixed costs are those that do not vary with the distance traveled: depreciation, return on capital, administrative costs, taxes and wages. Variable costs vary with the distance traveled: tires, oil, washing/greasing, fuel, maintenance and tolls. Transport decisions are strongly related to this cost structure, which is fundamental for the adoption of appropriate policies by contracting companies. For example, when a manufacturer of consumer goods chooses a mode of transport, it usually observes that the costs of waterway and railway are mostly fixed, while variable costs prevail in highway and air, which vary with distance and weight. High fixed costs are more suitable for transporting commodities and cargo with low added value, while higher variable costs reflect operations in which delivery times are a priority in transport and products have higher added value.

In a recent survey carried out jointly with IPEA and IBGE and published in the book “Estrutura e Dinâmica do Setor de Serviços no Brasil”, it was found that fixed costs reach up to 36% of revenues in the railway modal, while on highways and in airway transport are, respectively, 23 and 17%. On the other hand, in airway transport, total variable and semi-variable costs can reach up to 70% of revenues, compared to 48% for highways and 45% for railways. Based on the fixed cost, airway transport is the most attractive, followed by highway and railway transport, in that order. Based on the variable cost, the railway mode is more attractive than highway and airway modes, in order [1].

The analysis of Table 1 shows that the waterway modal is the most economical alternative because it has a lower cost per ton.km (0.009), superior traction force of 4 thousand kg, requires less investment per 1000 tons (0.75) and has a longer service life (50 years). The railway is in second place because it has a cost per ton.km equal to 0.016, a traction force of 500 kg, requires investment per 1000 tons equal to 2.5, has a useful life of 30 years. The highway alternative has a higher cost per ton.km (0.056), a traction force of 150 kg, requires investment per 1000 tons equal to 3 and has a useful life of 10 years [1].

Table 1- Comparison between waterway, rail and highway modes

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Source: Correa, Vivian Helena Capacle e Ramos, Pedro.  A precariedade do transporte rodoviário brasileiro para o escoamento da produção de soja do Centro-Oeste: situação e perspectivas. Available on the website  <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-20032010000200009>, 2010.   

From the above, the irrationality of the transport matrix in Brazil is demonstrated, which favors the use of the highhway modal, which is, economically, the worst compared with waterway and railway alternatives that should be, in order, the most appropriate modes for implementation in Brazil. This means that the government of Brazil should promote the expansion of railways and railway stations, waterways and ports and airways transport and airports and stop investing in the expansion of highways.

9. Analysis of greenhouse gas emissions from the transport sector in Brazil

Figure 11 informs that transport in the world is responsible for the emission of 22% of greenhouse gases on the planet and that, among the means of transport, trains emit the least followed by ships, planes, trucks and buses. [11]. Trains emit 0.88% of greenhouse gases (0.04×0.22), ships 2.2% (0.10×0.22), planes 2.42% (0.11×0.22) and trucks and buses 7.48% (0.34×0.22) [11].  

Figure 11 – Emission of greenhouse gases in the world

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Source: https://oleodieselnaveia.com/2022/08/12/a-eletrificacao-e-os-emissores-de-co2/

In Brazil, the energy sector is responsible for 21% of greenhouse gas emissions (Figure 12).

Figure 12- Emission of greenhouse gases in Brazil

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Source: https://ipam.org.br/brasil-tem-emissoes-estaveis-em-2018-desmatamento-cresceu-na-amazonia/

Of the 21% of greenhouse gas emissions carried out by the energy sector, 47% of this value (9.87%) is the responsibility of the transport sector in Brazil (Figure 13). This means that the transport sector as a whole emits 9.87% of greenhouse gases in Brazil. In Brazil, in 2019, the emission of greenhouse gases from freight transport corresponds to 25% of the emission of gases from the energy sector, that is, 5.25% (25% x 21%) of the greenhouse gases emitted in Brazil [16] (Figure 13). Of the 5.25% of greenhouse gases emitted by the freight transport sector, 76% (19% / 25%) is carried out by trucks, 16% (45% / 25%) by light commercial vehicles, 4% (1 % / 25%) by vessels and 4% (15% / 25%) by locomotives (Figure 13).

Figure 13- Emission of greenhouse gases in the transport sector in Brazil

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Source: https://energiaeambiente.org.br/as-emissoes-brasileiras-de-gases-de-efeito-estufa-nos-setores-de-energia-e-de-processos-industriais-em-2019-20201201

In order to compare the modes of transport in Brazil in terms of their contribution to the emission of greenhouse gases, a calculation was made for each mode of transport of the ratio between the percentage of greenhouse gases emitted and the percentage of cargo transported in Brazil. In the calculation, the data described below were considered:

1) Emission of greenhouse gases

Highways 92% (trucks + light commercial vehicles)

Railways 4% (locomotives)

Waterways 4% (vessels)

Pipelines 0%

2) Cargo transported in Brazil (Figure 1)

Highways 62.7%

Railways 21.7%

Waterways 11.7%

Pipelines 3.8%

Air transport 0.1%

Observations: 1) the comparison of transport modes was limited to highways, railways and waterways, which correspond to 96.1% of cargo transported in Brazil; 2) the pipelines were considered with zero greenhouse gas emissions in their operations and were not considered in the calculation because cargo transportation is very limited; 3) air transport was not considered in the calculation because cargo transport is not very representative compared to other modes.

Result of the calculation of the ratio % Emission of greenhouse gases / % Cargo transported

Highways = 1.4673046 (92% / 62,7%)

Railways = 0.1843317 (4% / 21,7%)

Waterways = 0.3418803 (4% / 11,7%)

This calculation demonstrates that railways and waterways, in order, emit less greenhouse gases per cargo transported than highways. This means that from an environmental point of view, Brazil should prioritize, in order, the use of trains with railways and ships with waterways in cargo transport, rather than trucks and buses with highways. This means that the government of Brazil should promote the expansion of railways and railway stations, waterways and ports and stop investing in the expansion of highways..

10. Evaluation of the current transport sector in Brazil

As explained in parts 1 to 9 of this article, the various modes of transport existing in Brazil were analyzed, which allowed us to verify the following:

• The transport matrix in Brazil is irrational because it privileges the use of the highways modal which is, economically, the worst compared to the waterway and railway alternatives that should be, in order, the most appropriate modes for implementation in Brazil.

• Trains emit the least greenhouse gases, followed by ships, planes, trucks and buses.

• Pipeline transport can cause accidents with a great environmental impact with the rupture of the pipelines, since they are in contact with the ground and the sea, a fact that requires a large financial investment for the safe fixation of the pipes.

• The waterway modal is the most economical alternative, followed by the railway and the road alternative.

• Given Brazil’s territorial dimension, greater priority should be given to the implementation of railways instead of highways in the country, as they are more economical and emit less greenhouse gases.

• The main problems of waterways in Brazil result from the fact that they are poorly used for the transport of cargo and passengers.

• The lack of priority for waterway transport leads Brazil to delay its economic development and emit more greenhouse gases with the priority given to highways.

• Most ports in Brazil suffer from a lack of draft, that is, a lack of water depth whose solution requires the dredging of accumulated material, which should be done at regular intervals, generally every two years.

• Brazil’s ports face problems related to cargo access because there are not enough railroads and roads are in a bad state.

• The ports in Brazil face the problem of a lack of warehouses in sufficient numbers to organize the flow of cargo and avoid queues of trucks.

• There is excessive bureaucracy in releasing cargo at ports.

• There is no single government register, and the owner of the commodity is required to provide the same information to all agencies on different forms.

• Brazil has a port activity cost much higher than the world average.

• To reach the productivity level of ports like Rotterdam or Singapore, it will be necessary to invest heavily in the modernization of equipment in ports in Brazil.

The Brazilian government needs to adopt compatible strategies to eliminate all the weaknesses described above, as well as to make sustainable and expand and modernize Brazil’s transport sector.

11. How to make Brazil’s transport sector sustainable

As explained in part 9 of this article, the conclusions from the point of view of environmental sustainability are that transport in the world is responsible for the emission of 22% of greenhouse gases on the planet and, in Brazil, in 2019, the transport sector is responsible for 9.87% of greenhouse gas emissions. Brazil’s highway transport system accounts for 23% of the freight transport sector’s greenhouse gas emissions, the railway transport system for 1% and the waterway transport system for 1%. Brazil will be able to contribute to reducing the emission of these gases by seeking environmental sustainability for its transport sector, adopting as a priority the realization of investments in the expansion of railways and waterways, because trains and ships are the means of transport that emit less greenhouse gases, as well as abandoning the expansion of the road transport system. This means that from an environmental point of view, Brazil should prioritize, in order, the use of trains and ships in cargo transportation and not the use of trucks and buses.

12. How to expand and modernize Brazil’s transport systems

i) The future of motor vehicles and the expansion and modernization of the highway transport system in Brazil

In the future, highways will not be as unsafe as they are today. Vehicles will not have drivers and will not emit polluting waste into the air. Highways will be controlled by sophisticated technologies that communicate with cars, extract energy from the Sun, integrate road infrastructure and GPS systems [12]. The highways of the future are already beginning to be designed. The highways of the future will feature advanced solar panels that will generate clean, renewable energy and wirelessly charge electric cars in motion or parked. As rodovias terão iluminação LED e elementos de aquecimento para derreter a neve onde ela ocorrer. Electric cars are set to become commonplace on the roads of the future, as scientific developments will greatly improve battery performance and the potential for increased electricity storage. Fully automated navigation systems will also allow roads to be populated by driverless cars that will require changes in road design and operation and greater safety and environmental benefits. Vehicles will become increasingly “smart”, which, with a combination of the connected vehicle and the Internet of Things, will enable cars to transmit and receive information about traffic, speed, weather and potential safety risks. Public or private autonomous vehicles will connect us from our home to a transport hub. There are already driverless buses in the canton of Schaffhausen, Switzerland, which circulate picking up and dropping off passengers while tackling traffic [13]. It doesn’t even have a steering wheel. An employee inside the bus can take control of the vehicle from a remote control, in case there is any unforeseen event.

Strategies needed to expand and modernize Brazil’s highways transport system:

• Abandon investments in new highways, prioritizing investments in the modernization of current highways in Brazil.

• Equip current highways with technologies that communicate with motor vehicles in transit.

• Install photovoltaic energy systems on current highways that will wirelessly charge electric cars in motion or parked.

• Install photovoltaic panels with LED lighting systems and GPS systems on current highways.

• Install on current highways fully automated navigation systems that will allow the roads to be populated by driverless cars providing safety and environmental benefits.

• Make it possible for motor vehicles to receive information about traffic, speed, weather and potential safety risks on current highways.

ii) The future of trains and the expansion and modernization strategies of the railway transport system in Brazil

In the future, comfortable high-speed trains will be commonplace and will avoid congestion on the highways. Most railway lines in the main world capitals will be supplied by renewable energies such as photovoltaic solar, wind and hydrogen [13]. Trains will magnetically levitate in tubes without air, reaching high speeds interconnecting different neighborhoods of the metropolises. The driverless system, that is, without a driver on the train and a driver on the bus, will be in full operation [13]. Subways and trains (and, who knows, buses) will be driven remotely through software, providing more safety, speed and comfort to passengers, since it will be possible to control the speed, the interval between them, and even the time of opening the doors. In addition, the perfect synchronization of the trains will avoid sudden stops and contribute to the reduction of energy consumption. Carriers and suppliers will use resources such as artificial intelligence, internet of things, network speed and big data in order to enable more effective payment systems and the integration of modalities, so that metro and buses will be used more widely by the population [ 13].

On railway lines, preventive maintenance will be carried out by autonomous drones, driverless trains will travel safely at high speed, loads will be automatically sent to their destination, and smart technology will be designed to improve the passenger experience and enable ticketless travel. There will be improvement and dissemination of automatic steering systems on trains, which will further optimize travel times and may put an end to delays. Smart robots will build new railway infrastructure and modernize old ones. Technological advances will also be vital in improving the user experience, providing accurate real-time route information, and enabling uninterrupted access to work and entertainment while traveling via wireless internet networks (Wireless and/or 5G). The exceptionally quiet and efficient magnetic levitation technology employed in the fully automated Conveyor System will also allow the system to serve as a space saving, low greenhouse gas alternative. The system will operate reaching speeds of up to 150 km per hour, being able to handle up to 180 containers/hour individually and completely electrically [13].

Strategies needed to expand and modernize Brazil’s railway transport system:

• Create clear regulations on the sharing of Brazil’s privatized railway network, aiming at its integration to avoid delays in the delivery of goods.

• Design the expansion of new railways and railway stations considering high-speed railways lines with trains that will magnetically levitate in airless tubes.

• Use the exceptionally quiet and efficient magnetic levitation technology employed in the fully automated conveyor system to allow the system to serve as a space-saving, low-GHG alternative.

• Design the expansion of new high-speed railways with railway stations and comfortable passenger trains.

• Design the expansion of new railways and railway stations fueled by renewable energies such as photovoltaic solar, wind and hydrogen.

• Design new railways with or without a driverless system, that is, without a driver.

• Design new railways conducted remotely through software, providing more safety, speed and comfort to passengers, since it will be possible to control the speed, the interval between them, and even the opening time of the doors. In addition, the perfect synchronization of the trains will avoid sudden stops and contribute to the reduction of energy consumption.

• Use resources such as artificial intelligence, internet of things, network speed and big data in order to enable more effective payment systems and the integration of the railway with the subway and buses.

• Carry out preventive maintenance on railway lines by autonomous drones.

• Use intelligent robots to build new railway infrastructure and modernize old ones.

• Improve user experience by providing accurate real-time route information and enabling uninterrupted access to work and entertainment while traveling over wireless internet networks (Wireless and/or 5G).

iii) The future of ships and the expansion and modernization strategies of the waterway transport system in Brazil

In the future, ships will benefit from increasingly sophisticated technologies. Smart ships will become an integral part of the reality around us. Ships will have sophisticated sonar to prevent collisions with icebergs or means that provide better use of energy. Ships like these will make better use of ocean currents and may even prevent further damage to the ecosystem [14]. The naval industry has been studying innovations that will inevitably place navigation on a more sustainable level. It is expected that in the next 10, 20 or 30 years, vessels powered by solar energy will emerge, as there is a great advance in the studies of this technology and its applicability on a large scale. There will even be civil use of nuclear energy as a source of propulsion and smart ports [14]. New technologies can be added to port infrastructures, based on the concept of industry 4.0 in the automation and digitization of ports through robotics, big data, internet of things (IoT), blockchain and artificial intelligence [14]. The cargo ships will use batteries that will be powered by solar and wind energy through agreements with companies that operate close to the ports where the ships will be moored. There they can be recharged and have their batteries replaced [15].

A new electric, unmanned container ship is being built in Norway by two companies. The electric cargo ship, for short-haul shipping, will initially have a crew present, but in 2022, the ship would switch to autonomous operation (if it obtains the necessary authorizations). This ship called “Tesla of the seas” will be steered from an onboard control center during the first few voyages. Then it will be controlled autonomously via GPS. Possible collisions will be avoided using a combination of sensors [14]. The CO2 emission of a large ship is equivalent to more than 83,000 cars. As there are 100,000 ships, they pollute the equivalent of 830 million cars. To avoid this problem, global shipping company Maersk plans to install “rotor sails” for its tankers as a way to reduce fuel costs and carbon emissions. The company behind the technology, Finnish Norsepower, says this is the first wind power retrofit system on an oil tanker [14]. It is worth highlighting the great advances in the applicability of wind or wind energy in ship propulsion. Wind energy, with the installation of rotor sails, generates clean and renewable energy as an auxiliary source of propulsion, bringing more sustainability to the naval sector in the near future. Great strides in reducing fuel consumption are also achieved thanks to more efficient heat recovery systems, types of painting, and even profound changes in the design of ship hulls, all of which generate less greenhouse gas emissions into the atmosphere.

There will be a great expansion with the propulsion of ships by LNG (Liquefied Natural Gas). Vessels that use this fossil fuel, one of the cleanest, are already a reality and its applicability is increasing year after year. The use of LNG provides not only a reduction in costs to the shipowner, mainly related to maintenance, but mainly the environmental gain. Compared to traditional engines, it represents a 99% reduction in the emission of sulfur dioxide, 85% of nitrogen dioxide and 20% of carbon dioxide. Advances in replacing heavy oil with LNG in ship propulsion will make it possible to achieve the International Maritime Organization (IMO) target of a 40% reduction in greenhouse gas emissions by 2050 [14]. One of the most sustainable technologies under study is that of freighters without ballast tanks, which aim to provide ship stability by avoiding the discharge of salty ballast water, which, when emptying it, can cause serious environmental impacts due to the insertion of non-native microorganisms, such as , for example, cholera outbreaks and the spread of the golden mussel, which causes serious fouling problems in vessels, pipelines and even hydroelectric plants. The change in freighters without ballast tanks consists of replacing the ballast tanks with structural longitudinal “pipes”, with admission at the bow and discharge at the stern, which create a constant flow of local salt water and promote the necessary pressure to generate the stability of the vessel ship, according to the cargo shipped. The eventual implementation of such technology in shipbuilding could have positive impacts on the environment and on the operational cost of the vessel, since a series of measures and equipment that are currently used to mitigate the risks of dumping microorganisms in other areas [14].

Strategies needed to expand and modernize Brazil’s waterway transport system:

• Solve the problem of dredging in the port of Santos.

• Solve the problem of access to Brazilian ports by rail and road.

• Solve the problem of the lack of warehouses in sufficient numbers to organize the flow of goods and avoid queues of trucks at ports.

• Eliminate excessive bureaucracy in releasing cargo shipments at ports.

• Raise the productivity level of ports in Brazil by investing heavily in the modernization of port equipment.

• Design the expansion and modernization of waterways and ports in Brazil.

• Encourage the use of solar-powered vessels and cargo ships that use batteries powered by solar and wind energy to combat greenhouse gas emissions.

• Encourage the installation of “rotor sails” as a wind power retrofit system that generates clean, renewable energy as an auxiliary source of propulsion in oil tankers, as a way to reduce fuel costs and carbon emissions.

• Encourage ship propulsion using LNG (Liquefied Natural Gas), which is the cleanest fossil fuel.

• Encourage ships not to use ballast tanks by replacing them with structural longitudinal “pipes”, with admission at the bow and discharge at the stern, which create a constant flow of local salt water and promote the necessary pressure to generate the stability of the ship, according to the cargo shipped.

• Equip the ports of the future with installations that make it possible to charge or replace batteries on ships powered by solar energy, as there is a great advance in the studies of this technology and its applicability on a large scale.

• Provide the ports of the future with new technologies added to port infrastructure, based on the concept of industry 4.0, automation and digitization of ports through robotics, big data, internet of things (IoT), blockchain and artificial intelligence.

• Equip the ports of the future with natural gas terminals to supply ships with propulsion based on LNG (Liquefied Natural Gas).

iv) The future of airplanes and strategies for expanding and modernizing the air transport system in Brazil

What will the airway transport of the future look like? The aeronautical industry is working on the development of several aircraft projects that promise to revolutionize air transport in the coming years and decades [15]. There are supersonic, electric, autonomous planes and even aircraft that look like a giant drone for transporting passengers in urban centers. The search for more efficient ways of flying and transporting passengers across the skies while emitting less polluting gases (or even zero emissions) is the great challenge for the aeronautical industry for the coming years. This change will require a technological overhaul of the planes. There are studies on electric planes, flying cars, supersonic planes, among other innovations. The electric plane solution does not yet work for large aircraft. What can be built, at the moment, are electric planes with a capacity of just over 10 passengers and a flight range of around 300 km. Another option evaluated in this area is hybrid propulsion, combining conventional and electric motors. Electric planes should not evolve so quickly to the point of displacing jets in the short or medium term. Electric planes use electric batteries, the “fuel” of this new type of plane, which are quite heavy and inefficient compared to the high power of jet engines and turboprops. Another electrical source being studied for airplanes is hydrogen-powered generators, a technology that still needs to mature until it becomes really viable.

The search for more efficient ways of flying and transporting passengers across the skies while emitting less polluting gases (or even zero emissions) is the great challenge for the aeronautical industry for the coming years. This change will require a technological overhaul of aircraft and passenger habits. Finnish airlines Finnair and Norway’s Widerøe recently announced plans to introduce electric passenger jets into their fleets by 2026. In Canada, where the use of small commercial planes is also gaining traction, Harbor Air is testing seaplanes retrofitted with electric propellers. These days, machines in the form of the giant Boeing 747 and Airbus A380 are falling out of favor in passenger transport. They are too expensive to operate, require more maintenance and consume enormous amounts of fuel. Advances in engine technologies and new aerodynamic solutions have contributed to significantly reduce fuel consumption by commercial aircraft, opening up the possibility of increasingly longer routes.

Hybrid aircraft are those designed to take off and land vertically with tilt rotors. This type of aircraft is growing rapidly as designers and startups realize that this is the future of aircraft. VoltAero, a French aviation startup, is developing a hybrid plane that could become a “Tesla” of the skies, popularizing the technology and making it available to more people. The aircraft was designed to have a flight autonomy of up to 3.5 hours, with a range of 1,287 km, flying up to 8 times a day with a total flight time of 10 hours. Built with composite materials, the aircraft will be offered in three versions: the Cassio 330, with four seats and a hybrid propulsion system with a power of 330 kW, the Cassio 480, with six seats and a hybrid propulsion with 480 kW. The third model is the Cassio 600, with 10 seats and 600 kW hybrid propulsion. Its cruising speed is estimated at 370 km/h, and in all-electric mode the range is 200 km [15].

Boom has the proposal that comes closest to what the Concorde was. Smaller jets, previously restricted to domestic flights, will be able to carry out international trips between continents. 9 Researchers from the Technical University of Delft, in the Netherlands, managed to fly a prototype of the new Flying-V commercial aircraft for the first time, which is considered as a new aircraft that can change aviation in the future [42]. With a V-shape quite different from traditional commercial aircraft, the Flying-V has a design thought to have a more efficient fuel consumption. Airbus presents designs for hydrogen-powered aircraft to avoid greenhouse gas emissions by 2035. It is a ‘V’-shaped model, with wings integrated into the body of the plane. The aeronautical industry is working on the development of several aircraft projects that promise to revolutionize air transport in the coming years and decades [15].

Strategies needed to expand and modernize Brazil’s air transport system:

• Design the expansion and modernization of airports in Brazil.

• Analyze the changes to be processed in current airports to operate with the development of several aircraft projects that promise to revolutionize air transport in the coming years and decades.

• Analyze the changes to be processed in current airports to operate hybrid aircraft, which are those designed to take off and land vertically with tilt rotors.

• Analyze the changes to be processed at current airports to operate with the new Flying-V commercial aircraft, which is pointed out as a new aircraft that can change aviation in the future.

• Advocate for Airbus manufacturing that features designs for hydrogen-powered aircraft to avoid greenhouse gas emissions by 2035.

• Defend the manufacture of aircraft based on hybrid propulsion, combining conventional and electric engines to reduce the emission of greenhouse gases.

• Encourage the use of electric planes because they emit less polluting gases (or even zero) or hybrid propulsion, combining conventional and electric engines and hydrogen-powered planes, a technology that still needs to mature until it becomes really viable.

• Encourage the use of hybrid aircraft that are those designed to take off and land vertically with tilt rotors.

• Equip the airports of the future with installations that make it possible to charge or replace batteries for electric planes and hydrogen for aircraft powered by hydrogen.

• Equip the airports of the future with new technologies added to airport infrastructure, based on the concept of industry 4.0 in the automation and digitization of airports through robotics, big data, internet of things (IoT), blockchain and artificial intelligence.

All these changes that may occur in the future in road, pipeline, waterway and air transport make it a requirement that transport systems in Brazil need to be designed taking into account the future scenario described above. In this sense, Brazil’s transport systems need to be designed taking into account the future scenario for highway, pipeline, railway, waterway and airway transport systems.

All these changes that may occur in the future of motor vehicles, trains, ships and planes make it a requirement that highways, pipelines, waterways and airways transport systems in Brazil be designed taking into account the future scenarios described above.

REFERENCES

1. ALCOFORADO, Fernando. A matriz de transporte requerida ao Brasil. Available on the website  <https://www.academia.edu/36766599/A_MATRIZ_DE_TRANSPORTE_REQUERIDA_AO_BRASIL>.

2. CAVALCANTI, Leonardo, DIANNI, Claudia e CALCAGNO, Luiz. Hidrovias brasileiras são desconsideradas pelo poder público. Available on the website  <https://www.correiobraziliense.com.br/app/noticia/brasil/2019/07/29/interna-brasil,774337/hidrovias-brasileiras.shtml>.

3. CANCIAN, Thais. Transporte mais limpo, eficiente e barato do Brasil é pouco utilizado. Available on the website  <https://exame.com/negocios/transporte-mais-limpo-eficiente-e-barato-do-brasil-e-pouco-utilizado_red-01/>.

4.  BRASIL, Daniel. Cabotagem: saiba tudo sobre esse transporte que só cresce no Brasil. Available on the website  <https://www.hivecloud.com.br/post/cabotagem-saiba-tudo-sobre-esse-transporte/>.

5. BNDES. A Cabotagem no Brasil. Available on the website  <https://www.bndes.gov.br/wps/portal/site/home/conhecimento/noticias/noticia/cabotagem>. 

6. SILVA, Wellington Souza. Transporte dutoviárioAvailable on the website  <https://www.infoescola.com/geografia/transporte-dutoviario/>. 

7. RAMALHAO, Luciana. Portos do Brasil: conheça as principais instalações portuárias existentes no país. Available on the website  <https://navalportoestaleiro.com/portos-do-brasil-conheca-as-principais-instalacoes-portuarias-existentes-no-pais/>. 

8FURTADO, ClarissaInfraestrutura – O nó dos portos brasileiros. Available on the website  <https://www.ipea.gov.br/desafios/index.php?option=com_content&view=article&id=872:catid=28&Itemid>.

9. WIKIPEDIA. Lista de aeroportos do Brasil por movimento. Available on the website  <https://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_aeroportos_do_Brasil_por_movimento>.

10. PASSAGENS PROMO. Maiores aeroportos do Brasil: listamos os 10 principais! Available on the website  <https://www.passagenspromo.com.br/blog/maiores-aeroportos-do-brasil/>.

11. MERLUZZI, Orlando. A eletrificação e os emissores de CO2 na atmosfera. Available on the website  <https://oleodieselnaveia.com/2022/08/12/a-eletrificacao-e-os-emissores-de-co2/>.

12. ALCOFORADO, Fernando. As revoluções nos meios de transporte desde a pré-história à era contemporânea e sua evolução futura.  Available on the website  <https://www.linkedin.com/pulse/revolu%C3%A7%C3%B5es-nos-meios-de-transporte-desde-pr%C3%A9-hist%C3%B3ria-alcoforado/?trk=pulse-article&originalSubdomain=pt>.

13. ALCOFORADO, Fernando. As grandes invenções no transporte terrestre e dutoviário da história e sua futura evolução.  Available on the website  <https://www.academia.edu/70469861/AS_GRANDES_INVEN%C3%87%C3%95ES_NO_TRANSPORTE_TERRESTRE_E_DUTOVI%C3%81RIO_DA_HIST%C3%93RIA_E_SUA_FUTURA_EVOLU%C3%87%C3%83O>.

14ALCOFORADO, Fernando. As grandes invenções no transporte hidroviário ao longo da história e sua futura evolução   Available on the website  <https://www.academia.edu/70469861/AS_GRANDES_INVEN%C3%87%C3%95ES_NO_TRANSPORTE_TERRESTRE_E_DUTOVI%C3%81RIO_DA_HIST%C3%93RIA_E_SUA_FUTURA_EVOLU%C3%87%C3%83O>.

15. ALCOFORADO, Fernando. As grandes invenções no transporte aéreo e espacial ao longo da história e sua futura evolução.   Available on the website  <https://www.academia.edu/74982444/AS_GRANDES_INVEN%C3%87%C3%95ES_NO_TRANSPORTE_A%C3%89REO_E_ESPACIAL_AO_LONGO_DA_HIST%C3%93RIA_E_SUA_FUTURA_EVOLU%C3%87%C3%83O>.

16. IEMA. As emissões brasileiras de gases de efeito estufa nos setores de Energia e de Processos Industriais em 2019. Available on the website  <https://energiaeambiente.org.br/as-emissoes-brasileiras-de-gases-de-efeito-estufa-nos-setores-de-energia-e-de-processos-industriais-em-2019-20201201>.

* Fernando Alcoforado, awarded the medal of Engineering Merit of the CONFEA / CREA System, member of the Bahia Academy of Education, of the SBPC- Brazilian Society for the Progress of Science and of IPB- Polytechnic Institute of Bahia, engineer and doctor in Territorial Planning and Regional Development from the University of Barcelona, university professor (Engineering, Economy and Administration) and consultant in the areas of strategic planning, business planning, regional planning, urban planning and energy systems, was Advisor to the Vice President of Engineering and Technology at LIGHT S.A. Electric power distribution company from Rio de Janeiro, Strategic Planning Coordinator of CEPED- Bahia Research and Development Center, Undersecretary of Energy of the State of Bahia, Secretary of Planning of Salvador, is the author of the books Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade(Editora CRV, Curitiba, 2022), a chapter in the book Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Florida, United States, 2022) and How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023).

COMO O GOVERNO DO BRASIL PODERÁ TORNAR SUSTENTÁVEL E EXPANDIR E MODERNIZAR O SETOR DE TRANSPORTES

Fernando Alcoforado*

Este artigo tem por objetivo mostrar como o governo do Brasil poderá tornar sustentável e expandir e modernizar o setor de transportes do País que é composto pelos modais rodoviário, ferroviário, aquaviário ou hidroviário, dutoviário e aéreo de transporte de cargas e pessoas (Figura 1). O transporte urbano não foi considerado neste artigo porque será tratado no próximo artigo quando será abordada a sustentabilidade das cidades.

Figura 1- Matriz de transportes do Brasil

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Fonte: Hijjar, Maria Fernanda e Lobo, AlexandreCenário da infraestrutura rodoviária no Brasil. Disponível no website <http://www.ilos.com.br/web/cenario-da-infraestrutura-rodoviaria-no-brasil/> , 2011

1.    O sistema de transporte rodoviário do Brasil

A Figura 1 mostra que o modal rodoviário é responsável por 62,7% da carga transportada no Brasil tendo característica única, pois trafega por qualquer via, transita por qualquer lugar, e dispõe de uma flexibilidade impar no que diz respeito ao percurso (Figura 2). A maior disponibilidade de vias de acesso também é um fator interessante que viabiliza o fluxo de grande quantidade de cargas no Brasil através deste modal. A maior prioridade que se dá no Brasil ao transporte rodoviário leva o País a atrasar seu desenvolvimento econômico e emitir mais gases de efeito estufa do que os demais modais de transporte [1].

2.    O sistema de transporte ferroviário do Brasil

O transporte ferroviário é responsável por 21,7% da carga transportada no Brasil sendo realizado por trens compostos por vagões que, por sua vez, são puxados por locomotivas que se movimentam sobre trilhos (Figura 3). O modal ferroviário é conhecido como todo transporte de pessoas ou produtos/materiais efetuados através de vias férreas em vagões fechados, plataformas, etc. O transporte ferroviário tem como característica principal o atendimento a longas distâncias e grande quantidade de carga com menor custo de seguro e frete. Porém a flexibilidade no trajeto é limitada. O Brasil tem apenas a décima maior extensão em trilhos do mundo, um total aproximado de 29.000 km. Além da possibilidade de transportar grande capacidade de cargas deste modal, o mesmo também possui um baixo consumo energético por unidade transportada [1]. Dada a dimensão territorial do Brasil, deveria ser dada maior prioridade à implantação de ferrovias ao invés de rodovias no País.

Figura 2- Mapa das rodovias existentes e projetadas do Brasil

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Fonte: https://www.gov.br/infraestrutura/pt-br/assuntos/conteudo/rodovias-brasileiras

Figura 3- Mapa das ferrovias existentes e projetadas do Brasil

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Fonte: http://professorleandronieves.blogspot.com/2016/08/transporte-no-brasil.html

3.    O sistema de transporte hidroviário do Brasil

O transporte hidroviário é responsável por 11,7% da carga transportada no Brasil sendo aquele que utiliza a água para a locomoção do meio de transporte podendo ser subdividido entre diferentes tipos de acordo com o corpo de água que ele utiliza (marítimo que é o transporte que acontece sobre mares e oceanos, fluvial que se utiliza de rios geralmente realizados através de barcos e lacustre cujo transporte é feito em lagos e lagoas). Os transportes hidroviários são muito utilizados para transporte de produtos e de pessoas com baixo custo. Geralmente é utilizado para o transporte de grandes cargas a longas distâncias. Os baixos custos desse transporte ajudam na melhoria do valor comercial dos produtos deixando-os mais competitivos no mercado, uma vez que o custo de transporte influencia no custo final do produto [1] (Figura 4).

Figura 4- Mapa das principais hidrovias existentes e projetadas do Brasil

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Fonte: https://plantproject.com.br/2018/04/as-principais-hidrovias-do-brasil/

A maior concentração de trechos viáveis para o transporte hidroviário se encontra na região Norte do país, onde há a ocorrência de rios caudalosos e de planície. Ao todo, a malha hidroviária do Brasil possui 42 mil km. Os principais problemas das hidrovias no Brasil são representados por hidrovias mal aproveitadas para o transporte de cargas e de passageiros. A ausência de prioridade para o transporte hidroviário leva o País a atrasar seu desenvolvimento econômico e emitir mais gases de efeito estufa. Entre as principais hidrovias brasileiras, destacam-se duas: Hidrovia Tietê-Paraná e a Hidrovia Taguari-Guaíba. Os números no Brasil revelam que o investimento para as hidrovias não chegam a 3% do estabelecido para as rodovias, segundo números da Confederação Nacional da Indústria (CNI). O Brasil investe muito pouco em hidrovias apesar de seu imenso potencial [2][3].

O modal hidroviário é muito utilizado, também, para o transporte marítimo por cabotagem interligando internamente os portos do País e o transporte marítimo internacional, principalmente na relação entre continentes, pois facilita o acesso das mercadorias, além de ter rotas exclusivas e não haver problemas no trânsito [4][5].

Figura 5- Mapa da cabotagem existente e planejada do Brasil

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Fonte: https://uxcomex.com.br/2021/04/a-cabotagem-no-brasil/

4.    O sistema de transporte dutoviário do Brasil

O transporte dutoviário é aquele em que se utilizam dutos ou canos cilíndricos ocos em espécies de tubulações que formam linhas chamadas de dutovias, que são utilizadas para o transporte dos produtos de um ponto ao outro [1] (Figura 6). O transporte dutoviário é responsável por 3,8% da carga transportada no Brasil que não apresenta nenhuma flexibilidade, visto que há uma limitação no número de produtos que podem utilizar este modal.

Figura 6- Mapa das dutovias do Brasil

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Fonte: https://calhambequi.wordpress.com/2013/05/14/modal-dutoviario/

As dutovias são formadas de três elementos: os depósitos (também chamados de terminais) onde a carga é depositada e retirada, os canos por onde o produto é escoado e as juntas que fazem a ligação entre os canos. Os principais produtos que se utilizam do transporte dutoviário são os de materiais fluidos, como petróleo e derivados, gás natural e álcool (etanol). O transporte desses materiais pelos dutos se dá por pressão ou arraste por meio de um elemento transportador. Sendo utilizados elementos como a gravidade para fazer o transporte ou impulsionados por algum bombeamento [1].

Muitas dutovias são subterrâneas e submarinas, o que as tornam de certo modo mais seguras que outras formas de transporte. A influência de fatores meteorológicos também é outro motivo que não interfere no sistema de dutos, assim como a perda de materiais, ou possibilidade de roubo, que é diminuída devido à segurança que esse transporte possui. Outra vantagem é a economia que se tem com o transporte a longas distâncias e possui um sistema simplificado de carga e descarga dos produtos. Apesar das vantagens vistas anteriormente, esse transporte também possui desvantagens como a chance de causar acidentes de grande impacto ambiental com o rompimento dos dutos, uma vez que estes estão em contato com o solo e o mar, que impõe a necessidade de grande investimento financeiro para a fixação dos tubos, e esses não possuem alterações de rota. Esse tipo de transporte não é indicado para pequenas distâncias, ou pequenas quantidades de produtos. Além de que os tubos não possam carregar tipos diferentes de produtos, pois há risco de contaminação dos mesmos [6].

No Brasil, a primeira dutovia implantada ocorreu no ano de 1942, no Estado da Bahia, que servia para ligar uma refinaria experimental ao porto [6]. A partir de então, houve um grande desenvolvimento desse tipo de transporte. Atualmente os principais transportes dutoviários que existem no Brasil são:

·      O Oleoduto entre Paulínea e Brasília, que conta com cerca de 995 km de extensão, para o transporte de produtos claros, como o óleo e etanol;

·      O Mineroduto entre Mariana e Ponta do Ubu, com aproximadamente 395 km de extensão, onde transporta o minério de ferro que é retirado em Minas Gerais e escoado no Espírito Santo;

·      O Gasoduto entre Santa Cruz de La Sierra na Bolívia e Canoas, no estado do Rio Grande do Sul, no Brasil. Esse gasotudo é conhecido como Gasbol, que transporta o gás natural extraído na Bolívia, até o Brasil, passando por diversos estados do País. Possui uma extensão de 3.150 km.

O sistema dutoviário de transportes tem grande utilidade e confiança para o escoamento desses produtos, seja no Brasil, ou em outros países. Devido à sua segurança, há grande utilização, principalmente a longas distâncias. Apesar do alto investimento inicial, as dutovias possuem baixo custo operacional [6].

5.    O sistema de transporte aéreo do Brasil

O sistema de transporte aéreo é um modal de transporte considerado misto, já que pode transportar cargas e pessoas ao mesmo tempo. Todas as aeronaves possuem estruturas para transporte de bagagens e/ou cargas. O fluxo de passageiros está representado na Figura 7.

Figura 7- Transporte aéreo- Fluxo de passageiros do Brasil

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Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Transporte_a%C3%A9reo_no_Brasil

O transporte aéreo é responsável por 0,1% da carga transportada no Brasil que é realizado através de aeronaves e pode ser dividido em nacional e internacional (Figura 8). O fluxo de passageiros está representado na Figura 8. Esses compartimentos podem ser mistos (carga / passageiro) ou individuais, somente carga, somente passageiro. O transporte aéreo é rápido e adequado para mercadorias urgentes. O transporte aéreo é um transporte adequado para mercadorias de alto valor agregado, pequenos volumes ou com urgência de entrega. O transporte aéreo possui algumas vantagens sobre os demais modais de transporte, pois é mais rápido, além de ser mais viável para remessas como bagagem, peças de reposição, produtos eletrônicos, mercadoria perecível, brindes, medicamentos, amostras, etc. O transporte aéreo também é vantajoso pelo fato de não necessitar de embalagem mais reforçada, já que o manuseio é mais cuidadoso, pois normalmente suas cargas são unitizadas em pallets ou até mesmo em contêineres, um procedimento que contribui para a redução de custos e para facilidade do embarque e desembarque. Em contrapartida, há desvantagens, como, ter menor capacidade de carga, valor de frete elevado em relação aos outros modais e custo elevado da sua infraestrutura [1].

Figura 8- O transporte aéreo de carga do Brasil em 2019

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Fonte: https://sme.goiania.go.gov.br/conexaoescola/ensino_fundamental/geografia-modais-de-transporte/

6.    O sistema portuário do Brasil

Os portos do Brasil são locais onde se realizam a movimentação, o armazenamento e o transbordo de cargas recebidas de caminhões, trens e navios, além, de embarcar e desembarcar passageiros (Figura 9). Eles são um dos elos de uma matriz de transporte que tem abrangência nacional e mundial. O Brasil possui um total de 175 instalações portuárias de carga, incluindo portos e terminais marítimos e instalações fluviais [7][8]. Temos portos ao longo da nossa costa e no interior do país utilizando nossas extensas bacias hidrográficas. O Brasil tem 99 portos e terminais marítimos ao longo da nossa costa. Existem 76 terminais no interior, fora da costa litorânea. Destes terminais, 18 estão na Região Sul, 6 na Região Centro-Oeste e 52 na Região Norte. Os principais portos do Brasil são, pela ordem, os de Santos em São Paulo, Paranaguá no Paraná, Itapoá e Portonave em Santa Catarina, Rio Grande no Rio Grande do Sul, Dp World Santos em São Paulo, Chibatão no Amazonas, Suape em Pernambuco, Itajaí em Santa Catarina, e Rio de Janeiro no Rio de Janeiro.

Figura 9- Mapa dos principais portos marítimos e fluviais do Brasil

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Fonte: http://educacao.globo.com/artigo/portos-brasileiros.html

Em 25 de fevereiro de 1993, foi promulgada a Lei n° 8.630 (Lei de Modernização dos Portos) dando espaço para as privatizações através de contratos ou arrendamentos do setor, para a exploração dos portos organizados e das instalações portuárias do Brasil. O atual modelo de exploração dos portos inclui seis figuras principais:

·               Portos Organizados: são de propriedade da União e geridos por agentes públicos. A maior parte do serviço é prestado por operadores portuários privados em instalações arrendadas por processo licitatório.

·               Terminais Privativos de Uso Exclusivo (TUP-E): são ativos privados estabelecidos mediante autorização, formalizada por contrato de adesão, ou seja, sem licitação pública ou pagamento de outorga. Eles podem ser construídos apenas para a movimentação de carga do titular do terminal.

·               Terminais Privativos de Uso Misto (TUP-M): são ativos privados estabelecidos mediante autorização. Eles movimentam cargas do titular do terminal e de terceiros, de forma subsidiária, conforme legislação atual.

·               Instalações Portuárias Públicas de Pequeno Porte (IP4): é uma instalação para atracação de embarcações regionais de transporte de mercadorias e de pessoas, bem como balsas de transporte de cargas.

·               Estações de Transbordo de Carga (ETC): é considerada, conforme a resolução 2520 da ANTAQ, uma “instalação portuária situada fora da área do porto organizado, utilizada, exclusivamente, para operação de transbordo de cargas destinadas ou provenientes da navegação interior”.

·               Terminais Privativos de Turismo (iPTur): instalação portuária explorada mediante autorização e utilizada em embarque, desembarque e trânsito de passageiros, tripulantes e bagagens, e de insumos para o provimento e abastecimento de embarcações de turismo.

Os 11 principais portos brasileiros em movimentação de cargas são os de Rio Grande (RS), Paranaguá (PR), Vitória (ES), Rio de Janeiro (RJ), Santos (SP), Itajaí (SC), São Francisco do Sul (SC), Sepetiba (RJ), Salvador (BA), Aratu (BA) e Itaqui (MA), que juntos respondem por 89% das exportações brasileiras. Os dados de movimentação de mercadorias nos portos brasileiros no primeiro semestre de 2020 alcançou 221,15 milhões de toneladas de cargas. De acordo com a Agência Nacional de Transporte Aquaviários (ANTAC), as cargas mais movimentadas neste período foram, pela ordem, granel sólido (60,75%), containers (19,89%), granel líquido (14,59%) e carga Solta (4,77%). A maioria dos portos sofre com a falta de calado, ou seja, falta de profundidade de águas. Ao longo do tempo, a movimentação dos navios acumula lama no fundo do mar e, com isso, em alguns portos, os navios são obrigados a esperar a maré cheia para entrar no cais, ou devem carregar menos peso, ocupando apenas parte da sua capacidade de carga. A solução é a dragagem do material acumulado, que deve ser feita em prazos regulares, geralmente de dois em dois anos. Em alguns portos a última dragagem foi feita há dez anos, por falta de recursos financeiros, lentidão no processo de licitação ou dificuldades na liberação das licenças ambientais.

Mais sério, e também de solução mais dispendiosa, é o problema do acesso aos portos brasileiros. As ferrovias não são suficientes e as rodovias estão em péssimo estado. A situação se repete na maior parte dos portos e é agravada pela falta de armazéns em número suficiente para organizar o fluxo de carga e evitar filas de caminhões. Além disso, os exportadores e importadores sofrem com o excesso de burocracia na liberação das cargas. Há inúmeros órgãos do governo na beira do porto, entre eles o Ministério da Defesa, a Agência de Vigilância Sanitária (Anvisa), a Receita Federal e o Ministério da Agricultura. Cada um deles é responsável por um tipo de documento e por conferências físicas nas mercadorias. Não existe um cadastro único do governo, e o dono da mercadoria é obrigado a fornecer a mesma informação a todos os órgãos em formulários diferentes. Esses entraves levam a demoras nos portos e ao pagamento de altos valores em multas pelo tempo em que o navio fica parado.

O Brasil, com todos esses problemas, tem um custo da atividade portuária muito mais alto do que a média mundial. Enquanto no melhor porto do País, o de Santos, se gastam 12 dólares para embarcar 1 tonelada, a média mundial é de 7,02 dólares por tonelada, segundo dados da consultoria Trevisan. No porto de Cingapura o exportador despende 5 dólares por tonelada e no de Roterdã, na Holanda, o gasto é de apenas 4,8 dólares por tonelada. Para atingir o nível de produtividade de portos como o de Roterdã ou o de Cingapura, será preciso investir pesadamente na modernização de equipamentos. O Brasil precisa reduzir seus custos portuários – elemento-chave da competitividade de um País em um mundo globalizado. O sistema portuário brasileiro requer muitos ajustes, principalmente em questões relacionadas ao acesso rodoviário e ferroviário e à produtividade. Pecém e Suape, por exemplo, embora novos e modernos, têm capacidade ociosa porque não contam com um bom sistema de acesso que lhes permita receber cargas da região centro-norte do país. Quando foram planejados, havia a intenção de construir a ferrovia Transnordestina, que chegaria aos dois portos, e também de duplicar a BR-101. Nenhum desses projetos saiu do papel.

Atualmente, Santos é o principal porto brasileiro. Recebe cargas de todo o país. No ano passado, 27,9% das exportações passaram por lá. Até o começo deste ano, a dragagem era um dos problemas mais graves do porto de Santos. O principal desafio de Santos agora é superar o gargalo do acesso aos terminais portuários. Os caminhões que saem de São Paulo com destino ao porto de Santos gastam 90 minutos na viagem, mas quando chegam ao porto ficam parados até 24 horas aguardando para serem descarregados. As principais ferrovias do país desembocam em Santos, mas apenas uma empresa, a MRS Logística, detém os 18 quilômetros finais da estrada de ferro que chega ao cais. Para completar o trecho final da viagem, vagões que andaram a uma velocidade média de 20 quilômetros por hora durante todo o percurso, diminuem o ritmo para cerca de dois quilômetros em média porque têm de trocar a locomotiva e apresentar uma série de documentos para ter sua passagem liberada. Isso resulta da demora na criação de uma regulação clara sobre o compartilhamento das malhas. O modelo de privatização das ferrovias dividiu as malhas em lotes e não previu integração com os portos. O resultado foi a criação desse monstro que acaba gerando atrasos na entrega das cargas.

7.    O sistema aeroportuário do Brasil

Os aeroportos do Brasil são locais onde se realizam a movimentação, o armazenamento e o transbordo de cargas, além, de embarcar e desembarcar passageiros utilizando o transporte aéreo [9][10]. O Brasil tem 2.463 aeroportos e aeródromos registrados pela ANAC (Agência Nacional de Aviação Civil) sendo 1.806 privados e 657 públicos. Os principais aeroportos do Brasil estão apresentados no mapa da Figura 10. Eles são um dos elos de uma matriz de transporte que tem abrangência nacional e mundial. O sistema de transporte aéreo é um meio de transporte considerado misto, já que pode transportar cargas e pessoas ao mesmo tempo. O transporte aéreo é responsável por 0,1% da carga transportada no Brasil que é realizado através de aeronaves que decolam e aterrissam nos aeroportos e pode ser dividido em nacional e internacional. Os 10 aeroportos mais movimentados e com as maiores e melhores estruturas do Brasil, pela ordem, são os seguintes:

·               Aeroporto Internacional de Guarulhos- São Paulo

·               Aeroporto de Congonhas – São Paulo

·               Aeroporto de Brasília- Distrito Federal

·               Aeroporto do Galeão- Rio de Janeiro

·               Aeroporto de Confins- Belo Horizonte

·               Aeroporto de Viracopos- Campinas

·               Aeroporto de Santos Dumont- Rio de Janeiro

·               Aeroporto de Recife- Recife

·               Aeroporto de Porto Alegre- Porto Alegre

·               Aeroporto de Salvador- Salvador

Figura 10- Mapa dos principais aeroportos do Brasil

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Fonte: https://www.google.com/maps/d/viewer?mid=1vlDxKBQh5BfYbHXMGNHcbnHcCCU&hl=pt_BR&ll=-14.163457736642599%2C-51.362629&z=4

O Aeroporto de Guarulhos é considerado o maior do País e também da América do Sul com uma área de 14 quilômetros quadrados. O complexo de embarque e desembarque é também o segundo mais movimentado em termos de número de passageiros da América Latina, totalizando 50,5 milhões de pessoas por ano, atrás apenas do Aeroporto Internacional da Cidade do MéxicoEm um período de 10 anos, o Brasil realizou grande avanço rumo à modernização de seus aeroportos com o programa de concessões de aeroportos que teve relevante papel na transformação que teve o setor em tão pouco tempo.

8.    Comparação econômica entre os principais modais de transporte no Brasil

Os custos que uma empresa de transporte incorre são custos fixos e variáveis [1]. Os principais fatores que afetam o custo das rotas são: distância, volume e peso. Os custos fixos são os que não variam com a distância percorrida: depreciação, remuneração do capital, custos administrativos, impostos e salários. Os custos variáveis variam com a distância percorrida: pneus, óleo, lavagem/lubrificação, combustível, manutenção e pedágio. As decisões de transporte estão fortemente relacionadas com essa estrutura de custos, sendo fundamental para a adoção de políticas adequadas por parte das empresas contratantes. Por exemplo, quando um fabricante de bens de consumo escolhe o modal de transporte, normalmente observa que os custos dos modais hidroviário e ferroviário são majoritariamente fixos, ao passo que no modal rodoviário e no aéreo predominam os custos variáveis que variam com a distância e o peso. Custos fixos elevados são mais adequados ao transporte de commodities e cargas de baixo valor agregado, ao passo que custos variáveis mais elevados refletem operações em que os prazos de entrega são a prioridade no transporte e os produtos são de maior valor agregado.

Em recente pesquisa desenvolvida em conjunto com o IPEA e o IBGE e publicada no livro “Estrutura e Dinâmica do Setor de Serviços no Brasil”, verificou-se que os custos fixos atingem até 36% do faturamento no modal ferroviário, ao passo que nas rodovias e no modal aéreo são, respectivamente, de 23 e 17%. Por outro lado, no transporte aéreo o total de custos variáveis e semivariáveis pode chegar até 70% do faturamento, ante 48% nas rodovias e 45% nas ferrovias. Tomando por base o custo fixo, o modal aéreo é o mais atrativo seguido dos modais rodoviário e ferroviário, pela ordem. Com base no custo variável, o modal ferroviário é mais atrativo do que os modais rodoviário e aéreo, pela ordem [1].

A análise da Tabela 1 permite constatar que o modal hidroviário é a alternativa mais econômica porque tem um custo por tonelada.km menor (0,009), força de tração superior de 4 mil kg, requer menos investimento por 1000 toneladas (0,75) e tem uma vida útil maior (50 anos). A ferrovia se coloca em segundo lugar porque tem um custo por tonelada.km igual a 0,016, uma força de tração de 500 kg, requer investimento por 1000 toneladas igual a 2,5, tem uma vida útil de 30 anos. A alternativa rodoviária tem um custo por tonelada.km maior (0,056), uma força de tração de 150 kg, requer investimento por 1000 toneladas igual a 3 e tem uma vida útil de 10 anos [1].  

Tabela 1- Comparação entre os modais hidroviário, ferroviário e rodoviário

Fonte: Correa, Vivian Helena Capacle e Ramos, Pedro.  A precariedade do transporte rodoviário brasileiro para o escoamento da produção de soja do Centro-Oeste: situação e perspectivas. Disponível no website <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-20032010000200009>, 2010.

Pelo exposto, fica demonstrada a irracionalidade da matriz de transporte do Brasil que privilegia o uso do modal rodoviário que é, economicamente, a pior comparada com as alternativas hidroviária e ferroviária que deveriam ser, pela ordem, os modais mais apropriados para implantação no Brasil.  Isto significa dizer que o governo do Brasil deveria promover a expansão das ferrovias e das estações ferroviárias, das hidrovias e dos portos e do transporte aéreo e aeroportos e deixar de investir na expansão de rodovias.     

9.    Análise da emissão de gases do efeito estufa do setor de transportes do Brasil

A Figura 11 informa que os transportes no mundo são responsáveis pela emissão de 22% dos gases do efeito estufa no planeta e que, entre os meios de transportes, os trens são os que menos emitem seguido dos navios, dos aviões e dos caminhões e ônibus [11]. O trens emitem 0,88% dos gases do efeito estufa (0,04×0,22), os navios 2,2% (0,10×0,22), os aviões 2,42% (0,11×0,22) e os caminhões e ônibus 7,48 % (0,34×0,22) [11].

Figura 11- Emissão de gases do efeito estufa no mundo

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Fonte: https://oleodieselnaveia.com/2022/08/12/a-eletrificacao-e-os-emissores-de-co2/

No Brasil, o setor de energia é responsável por 21% das emissões de gases do efeito estufa (Figura 12).

Figura 12- Emissão de gases do efeito estufa no Brasil

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Fonte: https://ipam.org.br/brasil-tem-emissoes-estaveis-em-2018-desmatamento-cresceu-na-amazonia/

Dos 21% das emissões de gases do efeito estufa realizadas pelo setor de energia, 47% deste valor (9,87%) são de responsabilidade do setor de transportes do Brasil (Figura 13). Isto significa dizer que o setor de transportes como um todo emite 9,87% dos gases do efeito estufa no Brasil. No Brasil, em 2019, a emissão de gases do efeito estufa do transporte de cargas corresponde a 25% da emissão de gases do setor de energia, isto é, 5,25% (25% x 21%) dos gases de efeito estufa emitidos no Brasil [16] (Figura 13).  Dos 5,25% dos gases do efeito estufa emitidos pelo setor de transporte de cargas, 76% (19% / 25%) é realizado por caminhões, 16% (45% / 25%) por veículos comerciais leves, 4% (1% / 25%) por embarcações e 4% (15% / 25%) por locomotivas (Figura 13). 

Figura 13- Emissão de gases do efeito estufa no setor de transportes no Brasil

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Fonte: https://energiaeambiente.org.br/as-emissoes-brasileiras-de-gases-de-efeito-estufa-nos-setores-de-energia-e-de-processos-industriais-em-2019-20201201

Para comparar os modais de transporte do Brasil quanto à sua contribuição à emissão de gases do efeito estufa, foi realizado o cálculo em cada modal de transporte da relação entre o percentual de gases de efeito estufa emitidos e o percentual da carga transportada no Brasil. No cálculo, foram considerados os dados descritos a seguir:   

1) Emissão de gases do efeito estufa

Rodovias 92% (caminhões + veículos comerciais leves)

Ferrovias 4% (locomotivas)

Hidrovias 4% (embarcações)

Dutovias 0%

2) Carga transportada no Brasil (Figura 1)

Rodovias 62,7%

Ferrovias 21,7%

Hidrovias 11,7%

Dutovias 3,8%

Transporte aéreo 0,1 %

Observações: 1) a comparação dos modais de transporte foi limitada às rodovias, ferrovias e hidrovias que correspondem a 96,1% da carga transportada no Brasil; 2) as dutovias foram consideradas com zero emissão de gases do efeito estufa em suas operações e não foram consideradas no cálculo porque o transporte de carga é bastante limitado; 3) o transporte aéreo não foi considerado no cálculo porque o transporte de carga é pouco representativo comparado com os demais modais.

Resultado do cálculo da relação % Emissão de gases do efeito estufa / % Carga transportada

Rodovias = 1.4673046 (92% / 62,7%)

Ferrovias = 0,1843317 (4% / 21,7%)

Hidrovias = 0,3418803 (4% / 11,7%)

Este cálculo demonstra que as ferrovias e hidrovias, pela ordem, emitem menos gases do efeito estufa por carga transportada do que as rodovias. Isto significa dizer que do ponto de vista ambiental, o Brasil deveria priorizar no transporte de cargas, pela ordem, o uso de trens com as ferrovias e de navios com as hidrovias e não de caminhões e ônibus com as rodovias. Isto significa dizer que o governo do Brasil deveria promover a expansão das ferrovias e das estações ferroviárias e das hidrovias e dos portos e deixar de investir na expansão de rodovias.

10. Avaliação do setor de transportes atual do Brasil

Pelo exposto nas partes de 1 a 9 deste artigo, analisou-se os diversos modais de transportes existentes no Brasil que permitiu constatar o seguinte:

·               A matriz de transporte do Brasil é irracional porque privilegia o uso do modal rodoviário que é, economicamente, a pior comparada com as alternativas hidroviária e ferroviária que deveriam ser, pela ordem, os modais mais apropriados para implantação no Brasil.

·               Os trens são os que menos emitem gases do efeito estufa seguidos dos navios, dos aviões e dos caminhões e ônibus.

·               O modal hidroviário é a alternativa mais econômica seguido da ferrovia e da alternativa rodoviária.

·               Dada a dimensão territorial do Brasil, deveria ser dada maior prioridade à implantação de ferrovias ao invés de rodovias no País por serem mais econômicas e emitirem menos gases do efeito estufa.

·               Os principais problemas das hidrovias no Brasil resultam do fato de elas serem mal aproveitadas para o transporte de cargas e de passageiros.

·               A ausência de prioridade para o transporte hidroviário leva o Brasil a atrasar seu desenvolvimento econômico e emitir mais gases de efeito estufa com a prioridade dada às rodovias.

·               O transporte dutoviário pode causar acidentes de grande impacto ambiental com o rompimento dos dutos, uma vez que estes estão em contato com o solo e o mar fato este que requer a necessidade de grande investimento financeiro para a fixação segura dos tubos.

·               A maioria dos portos do Brasil sofre com a falta de calado, ou seja, falta de profundidade de águas cuja solução requer a dragagem do material acumulado, que deveria ser feita em prazos regulares, geralmente de dois em dois anos.

·               Os portos do Brasil enfrentam problemas relacionados com o acesso das cargas porque as ferrovias não são suficientes e as rodovias estão em péssimo estado.

·               Os portos do Brasil enfrentam o problema da falta de armazéns em número suficiente para organizar o fluxo de carga e evitar filas de caminhões.

·               Há excesso de burocracia na liberação das cargas nos portos.

·               Não existe um cadastro único do governo, e o dono da mercadoria é obrigado a fornecer a mesma informação a todos os órgãos em formulários diferentes.

·               O Brasil tem um custo da atividade portuária muito mais alto do que a média mundial.

·               Para atingir o nível de produtividade de portos como o de Roterdã ou o de Cingapura, será preciso investir pesadamente na modernização de equipamentos nos portos do Brasil.

O governo brasileiro precisa adotar estratégias compatíveis para eliminar todos os pontos fracos acima descritos, bem como tornar sustentável e expandir e modernizar o setor de transportes do Brasil.

11. Como tornar sustentável o setor de transportes do Brasil

Pelo exposto na parte 9 deste artigo, as conclusões do ponto de vista da sustentabilidade ambiental é o de que os transportes no mundo são responsáveis pela emissão de 22% dos gases do efeito estufa no planeta e, no Brasil, em 2019, o setor de transportes é responsável por 9,87% das emissões de gases do efeito estufa. O sistema de transporte rodoviário do Brasil responde por 23% das emissões de gases do efeito estufa do setor de transporte de carga, o sistema de transporte ferroviário por 1% e o sistema de transporte hidroviário por 1%. O Brasil poderá contribuir na redução da emissão desses gases buscando a sustentabilidade ambiental para o seu setor de transportes adotando como prioridade a realização de investimentos na expansão de ferrovias e de hidrovias porque os trens e os navios são os meios de transporte que menos emitem gases do efeito estufa, bem como abandonando a expansão do sistema de transporte rodoviário. Isto significa dizer que do ponto de vista ambiental, o Brasil deveria priorizar, pela ordem, o uso de trens e navios no transporte de cargas e não o uso de caminhões e ônibus.

12. Como expandir e modernizar os sistemas de transportes do Brasil

i)  O futuro dos veículos automotores e a expansão e modernização do sistema de transporte rodoviário no Brasil

No futuro, as rodovias não serão tão inseguras como atualmente. Veículos não terão motoristas e não emitirão resíduos poluentes pelo ar. Rodovias serão controladas por tecnologias sofisticadas que se comunicam com carros, extraem energia do Sol, integram infraestrutura de estrada e sistemas de GPS [12]. As rodovias do futuro já começam a ser projetadas. As rodovias do futuro contarão com avançados painéis solares que gerarão energia limpa e renovável, e carregarão, sem fio, carros elétricos em movimento ou estacionados. As rodovias terão iluminação LED e elementos de aquecimento para derreter a neve onde ela ocorrer. Carros elétricos devem se tornar comuns nas estradas do futuro, já que o desenvolvimento científico irá melhorar consideravelmente a atuação de baterias e o potencial para aumento do armazenamento de eletricidade. Sistemas de navegação totalmente automatizados também irão permitir que as estradas fiquem povoadas por carros sem motoristas que exigirão mudanças no projeto e na operação das rodovias e maior segurança e benefícios ambientais. Os veículos irão se tornar cada vez mais “inteligentes”, que, com uma combinação do veículo conectado e da Internet das Coisas, irá possibilitar aos carros a transmissão e recepção de informações sobre o trânsito, a velocidade, o tempo e potenciais riscos de segurança. Veículos autônomos públicos ou privados vão nos conectar de nossa casa a um polo de transporte. Já existem ônibus sem motorista no cantão de Schaffhausen, na Suíça, que circula buscando e deixando passageiros enquanto desbrava o trânsito [13]. Não há nele nem mesmo um volante. Um funcionário dentro do ônibus pode assumir o controle do veículo a partir de um controle remoto, caso haja qualquer imprevisto.

Estratégias necessárias para expandir e modernizar o sistema de transporte rodoviário do Brasil:

·               Abandonar os investimentos em novas rodovias priorizando os investimentos na modernização de rodovias atuais no Brasil.

·               Dotar as atuais rodovias de tecnologias que se comuniquem com os veículos automotores em trânsito.

·               Instalar nas atuais rodovias sistemas de energia fotovoltaica que carregarão, sem fio, carros elétricos em movimento ou estacionados. 

·               Instalar nas atuais rodovias painéis fotovoltaicos com sistemas de iluminação LED e sistemas de GPS. 

·               Instalar nas atuais rodovias sistemas de navegação totalmente automatizados que irão permitir que as estradas fiquem povoadas por carros sem motoristas proporcionando segurança e benefícios ambientais. 

·               Fazer com que nas atuais rodovias possibilitem aos veículos automotores receberem informações sobre o trânsito, a velocidade, o tempo e potenciais riscos de segurança.  

ii) O futuro dos trens e as estratégias de expansão e modernização do sistema de transporte ferroviário no Brasil

No futuro, trens confortáveis de alta velocidade serão comuns e evitarão o congestionamento nas rodovias. A maioria das linhas férreas nas principais capitais mundiais serão abastecidas por energias renováveis como solar fotovoltaica, eólica e hidrogênio [13]. Trens levitarão magneticamente em tubos sem ar, atingindo altas velocidades interligando diversos bairros das metrópoles, muitas vezes, e abastecendo cidades das regiões metropolitanas. O sistema driverless, ou seja, sem maquinista no trem e motorista no ônibus, estará em pleno funcionamento [13]. Metrôs e trens (e, quem sabe, os ônibus) serão conduzidos remotamente por meio de softwares, proporcionando mais segurança, rapidez e conforto aos passageiros, uma vez que será possível controlar a velocidade, o intervalo entre eles, e até mesmo, o tempo de abertura das portas. Além disso, a sincronização perfeita dos trens evitará paradas bruscas e contribuirá para a redução do consumo de energia. Transportadoras e fornecedoras utilizarão recursos como inteligência artificial, internet das coisas, velocidade da rede e big data com intuito de viabilizar sistemas de pagamento mais efetivos e a integração de modalidades, para que metrô e ônibus passem a ser utilizados de maneira mais ampla pela população [13].

Nas linhas ferroviárias, a manutenção preventiva será realizada por drones autônomos, haverá trens sem condutor viajando com segurança em alta velocidade, as cargas serão enviadas automaticamente ao seu destino e uma tecnologia inteligente será projetada para melhorar a experiência do passageiro e permitir viagens sem bilhetes. Haverá a melhoria e a difusão de sistemas de direção automática nos trens, o que vai otimizar ainda mais o tempo das viagens e pode acabar com os atrasos. Robôs inteligentes irão construir novas infraestruturas ferroviárias e modernizar antigas. Os avanços tecnológicos também serão vitais para melhorar a experiência do usuário, fornecendo informações precisas do trajeto em tempo real, e permitindo acesso ininterrupto ao trabalho e ao entretenimento durante a viagem através de redes de internet sem fio (Wireless e/ou 5G). A tecnologia de levitação magnética, excepcionalmente silenciosa e eficiente empregada no Sistema de Transporte totalmente automatizado, também, permitirá que o sistema sirva como uma alternativa de economia de espaço e baixa emissão de gases do efeito estufa. O sistema operará atingindo velocidades de até 150 km por hora, podendo movimentar até 180 contêineres/hora de forma individual e totalmente elétrica [13].

Estratégias necessárias para expandir e modernizar o sistema de transporte ferroviário do Brasil:

·               Criar regulamentos claros sobre o compartilhamento da malha ferroviária privatizada do Brasil visando sua integração para evitar atrasos na entrega de mercadorias.

·               Projetar a expansão de novas ferrovias e estações ferroviárias considerando linhas férreas de alta velocidade com trens que levitarão magneticamente em tubos sem ar.

·               Utilizar a tecnologia de levitação magnética, excepcionalmente silenciosa e eficiente empregada no sistema de transporte totalmente automatizado, para permitir que o sistema sirva como uma alternativa de economia de espaço e baixa emissão de gases do efeito estufa.  

·               Projetar a expansão de novas ferrovias de alta velocidade com estações ferroviárias e trens confortáveis para passageiros.  

·               Projetar a expansão de novas ferrovias e estações ferroviárias abastecidas por energias renováveis como solar fotovoltaica, eólica e hidrogênio.  

·               Projetar novas ferrovias com ou sem o sistema driverless, ou seja, sem maquinista.  

·               Projetar novas ferrovias conduzidas remotamente por meio de softwares, proporcionando mais segurança, rapidez e conforto aos passageiros, uma vez que será possível controlar a velocidade, o intervalo entre eles, e até mesmo, o tempo de abertura das portas. Além disso, a sincronização perfeita dos trens evitará paradas bruscas e contribuirá para a redução do consumo de energia.

·               Utilizar recursos como inteligência artificial, internet das coisas, velocidade da rede e big data com intuito de viabilizar sistemas de pagamento mais efetivos e a integração da ferrovia com metrô e ônibus.

·               Efetuar a manutenção preventiva nas linhas ferroviárias por drones autônomos.

·               Utilizar robôs inteligentes para construir novas infraestruturas ferroviárias e modernizar as antigas.

·               Melhorar a experiência do usuário, fornecendo informações precisas do trajeto em tempo real, e permitindo acesso ininterrupto ao trabalho e ao entretenimento durante a viagem através de redes de internet sem fio (Wireless e/ou 5G).

iii) O futuro dos navios e as estratégias de expansão e modernização do sistema de transporte hidroviário no Brasil

No futuro, navios se beneficiarão de tecnologias cada vez mais sofisticadas. Navios inteligentes se tornarão parte integrante da realidade que nos cerca. Navios disporão de sonar sofisticado para impedir colisões com icebergs ou de meios que propiciam melhor utilização de energia. Navios como esses usarão melhor as correntes marítimas e pode mesmo evitar maiores danos para o ecossistema [14]. A indústria naval vem estudando inovações que colocarão a navegação, inevitavelmente, em um patamar mais sustentável. Espera-se que nos próximos 10, 20 ou 30 anos, surjam embarcações movidas a energia solar, já que existe um grande avanço nos estudos desta tecnologia e sua aplicabilidade em grande escala. Haverá, até mesmo, o uso civil da energia nuclear como fonte de propulsão e de portos inteligentes [14]Novas tecnologias poderão ser agregadas às infraestruturas portuárias, baseadas no conceito da indústria 4.0 na automatização e digitalização dos portos por meio de robótica, big data, internet das coisas (IoT), blockchain e inteligência artificial [14]. Os navios cargueiros utilizarão baterias que serão alimentadas por energia solar e eólica através de acordos com empresas que operam perto dos portos onde os barcos serão atracados. Ali eles poderão ser recarregados e ter suas baterias substituídas [15].

Está chegando a vez dos navios autônomos. Um novo navio cargueiro porta-contêineres elétrico e sem tripulação está sendo construído na Noruega por duas empresas. O navio cargueiro elétrico, para transporte marítimo de curta distância, contará no início com uma tripulação ainda presente, mas, em 2022, o navio passaria para o funcionamento autônomo (caso obtenha as autorizações necessárias). Este navio chamado “Tesla dos mares” será dirigida a partir de um centro de controle a bordo durante as primeiras viagens. Depois será controlado de forma autônoma via GPS. As possíveis colisões serão evitadas usando uma combinação de sensores [14]. A emissão de CO2 de um grande navio equivale a mais de 83 mil automóveis. Como existem 100.000 navios, eles poluem tanto quanto 830 milhões de automóveis. Para evitar este problema, a empresa de transporte marítimo global Maersk programa instalar “velas de rotor” para seus petroleiros, como uma forma de reduzir os custos de combustível e as emissões de carbono. A empresa por trás da tecnologia, a Norsepower, finlandesa, diz que este é o primeiro sistema de retrofit de energia eólica num petroleiro [14]. Cabe destacar os grandes avanços na aplicabilidade dos ventos ou da energia eólica na propulsão de navios. A energia eólica, com a instalação de velas de rotores, gera energia limpa e renovável como fonte auxiliar de propulsão, trazendo mais sustentabilidade ao setor naval em um futuro próximo. Grandes avanços na redução de consumo de combustível são atingidos, também, graças aos sistemas de recuperação de calor mais eficientes, tipos de pintura, e até profundas mudanças no design dos cascos dos navios, todas gerando menos emissões de gases de efeito estufa na atmosfera.

Grande expansão haverá com a propulsão de navios por GNL (Gás Natural Liquefeito). Embarcações que utilizam este combustível fóssil, um dos mais limpos, já são uma realidade e sua aplicabilidade vem aumentando ano após ano. O uso do GNL proporciona não somente uma redução de custos ao armador, principalmente relativos à manutenção, mas principalmente o ganho ambiental. Em comparação com os motores tradicionais, representa uma redução de 99% na emissão de dióxido de enxofre, 85% de dióxido de nitrogênio e 20% de dióxido de carbono. Os avanços na substituição do óleo pesado pelo GNL na propulsão de navios permitirá alcançar a meta da Organização Marítima Internacional (IMO) de redução de 40% na emissão de gases causadores de efeito estufa até 2050 [14]. Uma das mais sustentáveis tecnologias em estudo é a de cargueiros sem tanques de lastro que visam proporcionar a estabilidade dos navios evitando a descarga da água salgada de lastro que ao esvaziá-lo podem acarretar sérios impactos ambientais devido à inserção de microrganismos não-nativos, como, por exemplo, surtos de cólera e a propagação do mexilhão-dourado, que causa sérios problemas de incrustação em embarcações, tubulações e até hidrelétricas. A mudança nos cargueiros sem tanques de lastro consiste na substituição dos tanques de lastro por “tubos” longitudinais estruturais, com admissão na proa e descarga na popa, que criam um fluxo constante de água salgada local e promovem a pressão necessária para gerar a estabilidade do navio, de acordo com a carga embarcada. A eventual implementação de tal tecnologia na construção naval poderá trazer impactos positivos para o meio ambiente e para o custo operacional da embarcação, uma vez que não serão necessárias uma série de medidas e equipamentos que hoje são utilizados para mitigar os riscos de despejo de microrganismos em outras áreas [14].

Estratégias necessárias para expandir e modernizar o sistema de transporte hidroviário do Brasil:

·               Solucionar o problema da dragagem do porto de Santos.

·               Solucionar o problema do acesso aos portos brasileiros por ferrovias e rodovias.

·               Solucionar o problema da falta de armazéns em número suficiente para organizar o fluxo de mercadorias e evitar filas de caminhões nos portos.

·               Eliminar o excesso de burocracia na liberação dos embarques de cargas nos portos.

·               Elevar o nível de produtividade dos portos do Brasil investindo macicamente na modernização dos equipamentos portuários.

·               Projetar a expansão e modernização de hidrovias e dos portos do Brasil.

·               Incentivar o uso de embarcações movidas a energia solar e de navios cargueiros que utilizem baterias alimentadas por energia solar e eólica para combater a emissão de gases do efeito estufa.

·               Incentivar a instalação de “velas de rotor” como sistema de retrofit de energia eólica que gera energia limpa e renovável como fonte auxiliar de propulsão em petroleiros, como uma forma de reduzir os custos de combustível e as emissões de carbono.

·               Incentivar a propulsão de navios por GNL (Gás Natural Liquefeito) que é o combustível fóssil mais limpo.

·               Incentivar navios a não usarem tanques de lastro com sua substituição por “tubos” longitudinais estruturais, com admissão na proa e descarga na popa, que criam um fluxo constante de água salgada local e promovem a pressão necessária para gerar a estabilidade do navio, de acordo com a carga embarcada.

·               Dotar os portos do futuro de instalações que possibilitem o carregamento ou substituição de baterias de navios movidos a energia solar, já que existe um grande avanço nos estudos desta tecnologia e sua aplicabilidade em grande escala. 

·               Dotar os portos do futuro de novas tecnologias agregadas às infraestruturas portuárias, baseadas no conceito da indústria 4.0, na automatização e digitalização dos portos por meio de robótica, big data, internet das coisas (IoT), blockchain e inteligência artificial.

·               Dotar os portos do futuro de terminais de gás natural para abastecer navios com propulsão baseada no GNL (Gás Natural Liquefeito).

iv) O futuro dos aviões e as estratégias de expansão e modernização   do sistema de transporte aéreo no Brasil

Como será o transporte aéreo do futuro? A indústria aeronáutica trabalha no desenvolvimento de diversos projetos de aeronaves que prometem revolucionar o transporte aéreo nos próximos anos e décadas [15]. São aviões supersônicos, elétricos, autônomos e até aeronaves que parecem um drone gigante para o transporte de passageiros em centros urbanos. A busca por formas mais eficientes de voar e transportar passageiros pelos céus emitindo menos gases poluentes (ou até zerando) é o grande desafio da indústria aeronáutica para os próximos anos. Essa alteração exigirá uma reformulação tecnológica dos aviões. Há estudos sobre aviões elétricos, carros voadores, aviões supersônicos, entre outras inovações. A solução do avião elétrico ainda não funciona para aeronaves de grande porte. O que se pode construir, no momento, são aviões elétricos com capacidade um pouco acima de 10 passageiros e alcance de voo em torno de 300 km. Outra opção avaliada nessa área é a propulsão híbrida, combinando motores convencionais e elétricos. Os aviões elétricos não devem evoluir tão rapidamente ao ponto de desbancarem os jatos no curto ou médio prazo. Os aviões elétricos utilizam baterias elétricas, o “combustível” desse novo tipo de avião, que são bastante pesadas e pouco eficientes, comparados à alta potência dos motores a jato e turboélices. Outra fonte elétrica em estudo para os aviões são os geradores movidos a hidrogênio, tecnologia que ainda precisa amadurecer até se tornar realmente viável.

A busca por formas mais eficientes de voar e transportar passageiros pelos céus emitindo menos gases poluentes (ou até zerando) é o grande desafio da indústria aeronáutica para os próximos anos. Essa alteração exigirá uma reformulação tecnológica dos aviões e nos hábitos dos passageiros. As empresas aéreas Finnair, da Finlândia, e a Widerøe, da Noruega, anunciaram recentemente planos de introduzir aviões elétricos de passageiros em suas frotas até 2026. No Canadá, onde o uso de aviões comerciais pequenos também tem boa adesão, a Harbour Air está testando hidroaviões adaptados com propulsores elétricos. Hoje em dia, máquinas na forma dos gigantes Boeing 747 e Airbus A380 estão caindo em desuso no transporte de passageiros. Eles são caros demais de operar, exigem mais cuidados de manutenção e consomem enormes quantidades de combustível. O avanço nas tecnologias de motores e novas soluções aerodinâmicas contribuíram para reduzir significativamente o consumo de combustível dos aviões comerciais, abrindo a possibilidade de rotas cada vez mais longas.

Aeronave híbrida é aquela projetada para decolar e pousar verticalmente com rotores de inclinação. Este tipo de aeronave está crescendo rapidamente à medida que designers e startups percebem que é esse o futuro das aeronaves. A VoltAero, uma startup de aviação francesa, está desenvolvendo um avião híbrido que pode se tornar um “Tesla” dos céus, popularizando a tecnologia e colocando-a ao alcance de mais pessoas. A aeronave foi projetada para ter uma autonomia de vôo de até 3,5 horas, com alcance de 1.287 km, voando até 8 vezes por dia com um tempo total de voo de 10 horas. Construída com materiais compostos, a aeronave será oferecida em três versões: o Cassio 330, com quatro lugares e um sistema de propulsão híbrida com potência de 330 kW, o Cassio 480, com seis lugares e propulsão híbrida com 480 kW. O terceiro modelo é o Cassio 600, com 10 lugares e propulsão híbrida de 600 kW. Sua velocidade de cruzeiro é estimada em 370 km/h, e no modo totalmente elétrico a autonomia é de 200 km [15].

A Boom tem a proposta que mais se aproxima do que foi o Concorde. Jatos menores, antes restritos a voos domésticos, vão poder realizar viagens internacionais entre continentes. 9 Pesquisadores da Universidade Técnica de Delft, na Holanda, conseguiram realizar pela primeira vez o voo de um protótipo do novo avião comercial Flying-V, que é apontado como uma nova aeronave que pode mudar a aviação no futuro [42]. Com um formato em V bastante diferente dos aviões comerciais tradicionais, o Flying-V tem um design pensado para ter um consumo de combustível mais eficiente. Airbus apresenta designs para aeronaves movidas a hidrogênio para evitar emissão de gases do efeito estufa até 2035. Trata-se de um modelo em forma de ‘V’, com asas integradas ao corpo do avião. A indústria aeronáutica trabalha no desenvolvimento de diversos projetos de aeronaves que prometem revolucionar o transporte aéreo nos próximos anos e décadas [15].

Estratégias necessárias para expandir e modernizar o sistema de transporte aéreo do Brasil:

·               Projetar a expansão e modernização dos aeroportos do Brasil.

·               Analisar as mudanças a serem processadas nos aeroportos atuais para operar com o desenvolvimento de diversos projetos de aeronaves que prometem revolucionar o transporte aéreo nos próximos anos e décadas.

·               Analisar as mudanças a serem processadas nos aeroportos atuais para operar aeronave híbrida que é aquela projetada para decolar e pousar verticalmente com rotores de inclinação. 

·               Analisar as mudanças a serem processadas nos aeroportos atuais para operar com o novo avião comercial Flying-V, que é apontado como uma nova aeronave que pode mudar a aviação no futuro.

·               Defender a fabricação do Airbus que apresenta designs para aeronaves movidas a hidrogênio para evitar emissão de gases do efeito estufa até 2035.

·               Defender a fabricação de aeronaves baseadas na propulsão híbrida, combinando motores convencionais e elétricos para reduzir a emissão de gases do efeito estufa.

·               Incentivar o uso de aviões elétricos porque emite menos gases poluentes (ou até zerando) ou de propulsão híbrida, combinando motores convencionais e elétricos e aviões movidos a hidrogênio, tecnologia que ainda precisa amadurecer até se tornar realmente viável.

·               Incentivar o uso de aeronave híbrida que é aquela projetada para decolar e pousar verticalmente com rotores de inclinação.

·               Dotar os aeroportos do futuro de instalações que possibilitem o carregamento ou substituição de baterias de aviões elétricos e de hidrogênio de aviões movidos a hidrogênio. 

·               Dotar os aeroportos do futuro de novas tecnologias agregadas às infraestruturas aeroportuárias, baseadas no conceito da indústria 4.0 na automatização e digitalização dos aeroportos por meio de robótica, big data, internet das coisas (IoT), blockchain e inteligência artificial.

Todas estas mudanças que poderão ocorrer no futuro dos veículos automotores, trens, navios e aviões colocam como exigência que os sistemas de  transportes rodoviários, dutoviários, hidroviários e aéreos  do Brasil sejam projetados levando em conta os cenários futuros acima descritos.

REFERÊNCIAS

1. ALCOFORADO, Fernando. A matriz de transporte requerida ao Brasil. Disponível no website <https://www.academia.edu/36766599/A_MATRIZ_DE_TRANSPORTE_REQUERIDA_AO_BRASIL>.

2. CAVALCANTI, Leonardo, DIANNI, Claudia e CALCAGNO, Luiz. Hidrovias brasileiras são desconsideradas pelo poder público. Disponível no website <https://www.correiobraziliense.com.br/app/noticia/brasil/2019/07/29/interna-brasil,774337/hidrovias-brasileiras.shtml>.

3. CANCIAN, Thais. Transporte mais limpo, eficiente e barato do Brasil é pouco utilizado. Disponível no website <https://exame.com/negocios/transporte-mais-limpo-eficiente-e-barato-do-brasil-e-pouco-utilizado_red-01/>. 

4.  BRASIL, Daniel. Cabotagem: saiba tudo sobre esse transporte que só cresce no Brasil. Disponível no website <https://www.hivecloud.com.br/post/cabotagem-saiba-tudo-sobre-esse-transporte/>.

5. BNDES. A Cabotagem no Brasil. Disponível no website <https://www.bndes.gov.br/wps/portal/site/home/conhecimento/noticias/noticia/cabotagem>. 

6. SILVA, Wellington Souza. Transporte dutoviárioDisponível no website <https://www.infoescola.com/geografia/transporte-dutoviario/>. 

7. RAMALHAO, Luciana. Portos do Brasil: conheça as principais instalações portuárias existentes no país. Disponível no website <https://navalportoestaleiro.com/portos-do-brasil-conheca-as-principais-instalacoes-portuarias-existentes-no-pais/>. 

8FURTADO, ClarissaInfraestrutura – O nó dos portos brasileiros. Disponível no website <https://www.ipea.gov.br/desafios/index.php?option=com_content&view=article&id=872:catid=28&Itemid>.

9. WIKIPEDIA. Lista de aeroportos do Brasil por movimento. Disponível no website <https://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_aeroportos_do_Brasil_por_movimento>.

10. PASSAGENS PROMO. Maiores aeroportos do Brasil: listamos os 10 principais! Disponível no website <https://www.passagenspromo.com.br/blog/maiores-aeroportos-do-brasil/>.

11. MERLUZZI, Orlando. A eletrificação e os emissores de CO2 na atmosfera. Disponível no website <https://oleodieselnaveia.com/2022/08/12/a-eletrificacao-e-os-emissores-de-co2/>.

12. ALCOFORADO, Fernando. As revoluções nos meios de transporte desde a pré-história à era contemporânea e sua evolução futura.  Disponível no website <https://www.linkedin.com/pulse/revolu%C3%A7%C3%B5es-nos-meios-de-transporte-desde-pr%C3%A9-hist%C3%B3ria-alcoforado/?trk=pulse-article&originalSubdomain=pt>.

13. ALCOFORADO, Fernando. As grandes invenções no transporte terrestre e dutoviário da história e sua futura evolução.  Disponível no website <https://www.academia.edu/70469861/AS_GRANDES_INVEN%C3%87%C3%95ES_NO_TRANSPORTE_TERRESTRE_E_DUTOVI%C3%81RIO_DA_HIST%C3%93RIA_E_SUA_FUTURA_EVOLU%C3%87%C3%83O>.

14ALCOFORADO, Fernando. As grandes invenções no transporte hidroviário ao longo da história e sua futura evolução   Disponível no website <https://www.academia.edu/70469861/AS_GRANDES_INVEN%C3%87%C3%95ES_NO_TRANSPORTE_TERRESTRE_E_DUTOVI%C3%81RIO_DA_HIST%C3%93RIA_E_SUA_FUTURA_EVOLU%C3%87%C3%83O>.

15. ALCOFORADO, Fernando. As grandes invenções no transporte aéreo e espacial ao longo da história e sua futura evolução.   Disponível no website <https://www.academia.edu/74982444/AS_GRANDES_INVEN%C3%87%C3%95ES_NO_TRANSPORTE_A%C3%89REO_E_ESPACIAL_AO_LONGO_DA_HIST%C3%93RIA_E_SUA_FUTURA_EVOLU%C3%87%C3%83O>.

16. IEMA. As emissões brasileiras de gases de efeito estufa nos setores de Energia e de Processos Industriais em 2019. Disponível no website <https://energiaeambiente.org.br/as-emissoes-brasileiras-de-gases-de-efeito-estufa-nos-setores-de-energia-e-de-processos-industriais-em-2019-20201201>.

* Fernando Alcoforado, 83, condecorado com a Medalha do Mérito da Engenharia do Sistema CONFEA/CREA, membro da Academia Baiana de Educação, da SBPC- Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência e do IPB- Instituto Politécnico da Bahia, engenheiro e doutor em Planejamento Territorial e Desenvolvimento Regional pela Universidade de Barcelona, professor universitário (Engenharia, Economia e Administração) e consultor nas áreas de planejamento estratégico, planejamento empresarial, planejamento regional e planejamento de sistemas energéticos, foi Assessor do Vice-Presidente de Engenharia e Tecnologia da LIGHT S.A. Electric power distribution company do Rio de Janeiro, Coordenador de Planejamento Estratégico do CEPED- Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Bahia, Subsecretário de Energia do Estado da Bahia, Secretário do Planejamento de Salvador, é autor dos livros Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018, em co-autoria), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia ao longo da história e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade (Editora CRV, Curitiba, 2022), de capítulo do livro Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Florida, United States, 2022) e How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023).

GUERRE ET PAIX ENTRE LES ÉTATS-UNIS ET LA RUSSIE

Fernando Alcoforado*

Cet article vise à démontrer que l’irresponsabilité du gouvernement Joe Biden des États-Unis dans la conduite de la guerre contre la Russie en Ukraine qui a un an peut conduire à la 3ème guerre mondiale. Le gouvernement Joe Biden des États-Unis agit de manière irresponsable, mettant le monde devant la possibilité d’une hécatombe nucléaire en augmentant les hostilités avec la Russie en Ukraine et en ne recherchant pas une négociation de paix. Il est très probable qu’en envahissant l’Ukraine, le but du gouvernement russe, commandé par Wladimir Poutine, serait probablement de créer les conditions pour négocier avec le gouvernement des États-Unis l’engagement d’empêcher l’Ukraine de faire partie de l’OTAN qu’il représentent une menace pour la sécurité russe. Il convient de noter que la tentative d’incorporation de l’Ukraine dans l’OTAN servirait les intérêts géopolitiques du gouvernement américain car elle achèverait l’encerclement de la Russie. La figure 1 montre en bleu les pays qui ont rejoint l’OTAN jusqu’en 1997 et en orange les pays qui l’ont rejoint à partir de 1997. L’adhésion de l’Ukraine à l’OTAN augmenterait la pression militaire contre la Russie.

Figure 1- L’encerclement de la Russie par l’OTAN en Europe

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Source : https://www.bbc.com/portuguese/internacional-60129112

En ce qui concerne l’OTAN, il est important de noter qu’après la Seconde Guerre mondiale, les États-Unis et leurs alliés européens se sont unis militairement pour affronter l’Union soviétique et ses alliés. Cette union aboutit à la constitution de l’OTAN (Organisation du Traité de l’Atlantique Nord) en 1949 sous la direction des États-Unis. À son tour, l’Union soviétique a formé une alliance militaire avec les pays socialistes créant le Pacte de Varsovie. Avec la fin de l’Union soviétique en 1989, le pacte de Varsovie s’est effondré, mais l’OTAN a été maintenue et élargie pour répondre aux intérêts géopolitiques des États-Unis avec l’incorporation de pays qui appartenaient au pacte de Varsovie, ainsi qu’avec la adhésion récente de la Finlande et de la Suède. Il convient de noter que l’un des piliers de l’OTAN est de garantir la sécurité de ses pays membres, ce qui peut se faire par voie diplomatique ou par l’utilisation de forces militaires. Les pays membres de l’OTAN fournissent une partie de leur contingent militaire pour d’éventuelles actions de cette envergure, l’organisation ne disposant pas de sa propre force militaire.

L’OTAN comptait pendant la guerre froide jusqu’à la dissolution de l’Union soviétique en 1989 avec 16 pays : 1) l’Allemagne ; 2) Belgique ; 3) Canada; 4) Danemark ; 5) Espagne ; 6) États-Unis; 7)France ; 8) Grèce ; 9) Pays-Bas ; 10) Islande ; 11) Italie ; 12) Luxembourg ; 13) Norvège ; 14) Portugal ; 15) Turquie ; 16) Royaume-Uni. Pour répondre aux intérêts géopolitiques des États-Unis et de l’industrie de guerre, l’OTAN s’est élargie après la fin de l’Union soviétique, attirant 14 autres pays faisant partie du système socialiste d’Europe de l’Est, tels que l’Albanie, la Bulgarie, la Croatie, la Slovaquie, la Slovénie. , Estonie, Hongrie, Lettonie, Lituanie, Macédoine, Monténégro, Pologne, République tchèque et Roumanie. Plus récemment, la Finlande et la Suède ont rejoint l’OTAN.

Dans le cas de la guerre d’Ukraine, le comportement diplomatique de l’administration Joe Biden des États-Unis envers la Russie était différent du comportement de l’administration Kennedy dans le cas de la crise des missiles cubains en 1962 envers l’Union soviétique. Plutôt que d’essayer de négocier une solution de paix négociée à la guerre en Ukraine, l’administration Biden a préféré la confrontation en établissant des sanctions économiques contre la Russie et ses citoyens, ainsi qu’en armant le gouvernement ukrainien pour résister à l’invasion russe. Les dépenses militaires et non militaires des États-Unis pour l’Ukraine dépassent les 50 milliards de dollars. Biden lui-même, dans une déclaration faite le 6 octobre 2022, lors d’un événement du Parti démocrate à New York, voit le risque d’un “Armageddon” nucléaire – guerre finale – qui est au plus haut niveau depuis la guerre froide, citant que Poutine parle sérieusement quand il parle de l’utilisation potentielle d’armes nucléaires tactiques, d’armes chimiques ou biologiques, parce que son armée est nettement moins capable. Selon lui, l’utilisation d’une arme nucléaire pourrait devenir incontrôlable et entraîner une destruction mondiale. Cette déclaration démontre que Biden agit de manière irresponsable car il connaît le risque d’une hécatombe nucléaire et ne fait rien pour l’éviter en recherchant une solution négociée diplomatiquement avec la Russie comme Kennedy l’a fait en 1962 avec l’Union soviétique.

L’irrationalité de Joe Biden dans le maintien du conflit américain avec la Russie s’explique par quatre raisons : 1) il cherche à protéger les intérêts de l’industrie de guerre américaine avec des dépenses militaires accrues et l’expansion de l’OTAN ; 2) avec l’augmentation des dépenses militaires, il cherche à éviter l’aggravation de la crise économique aux États-Unis, qui devrait entrer en récession en 2023 ; 3) il cherche à améliorer sa popularité en interne en accomplissant deux ans d’un mandat qui est au plus bas avec seulement 40% de la population américaine approuvant son gouvernement ; et, 4) il cherche à servir les intérêts des fournisseurs américains de GNL (gaz naturel liquéfié) en transférant la dépendance de l’Europe vis-à-vis du gaz naturel de la Russie aux États-Unis.

Ce n’est un secret pour personne qu’il existe un complexe militaro-industriel aux États-Unis qui en fait tous les dirigeants américains les otages. Qui s’intéresse le plus au conflit armé en Ukraine ? Il ne fait aucun doute que le principal acteur du conflit est l’industrie de l’armement aux États-Unis avec la vente d’armes à l’OTAN et leur fourniture à l’Ukraine. Le Congrès américain a adopté un projet de loi intitulé “Protégez l’Ukraine” pour fournir à l’Ukraine des armes. La même chose se produit avec d’autres pays de l’OTAN. Question : Même bien armée, l’Ukraine serait-elle capable de gagner la guerre contre la Russie ? La réponse est non. En plus de sa vaste supériorité militaire, la Russie est une puissance atomique, ce qui rend impossible une confrontation directe des alliés de l’OTAN en raison de la possibilité d’une hécatombe nucléaire. Cependant, presque tous les pays de la région achètent des armes, du matériel militaire et des munitions. Tout cela démontre que le gouvernement Biden cherche à protéger les intérêts de l’industrie américaine de l’armement avec l’élargissement de l’OTAN.

Ce n’est pas un hasard si l’industrie de la défense américaine est la plus importante au monde. Sur les 10 plus grands fabricants d’armes au monde, six sont américains, dont cinq leaders de l’industrie mondiale de l’armement, comme le montre le tableau suivant :

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Source : https://www.poder360.com.br/internacional/100-maiores-empresas-de-armas-venderam-us-531-bilhoes-em-2020/

Il ne fait aucun doute que l’industrie de guerre parraine la guerre en Ukraine comme elle a encouragé d’autres guerres dans le passé pour gagner de l’argent. La production record d’armes, de plus en plus meurtrières et chirurgicales, doit être concrétisée.

La figure 2 présente les dépenses militaires les plus élevées au monde par pays. Les États-Unis ont les dépenses militaires les plus élevées au monde (39 % du total).

Figure 2- Les dépenses militaires les plus élevées au monde par pays

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Source : https://www.brasildefato.com.br/2022/04/25/gasto-militar-mundial-bate-recorde-e-supera-us-2-trilhoes-em-2021-aponta-relatorio

Avec 102 guerres dans son “curriculum” belliqueux, les États-Unis sont probablement l’un des pays les plus impliqués dans les actions militaires au monde qui ont commencé avec l’annexion des terres du Mexique à son territoire et la conquête du canal de Panama. Ce n’est pas un hasard si les États-Unis sont l’un des pays qui profitent le plus économiquement des affrontements armés, puisque les plus grands exportateurs d’armes au monde sont américains. En plus de vendre des munitions et des armes, les États-Unis monétisent également avec des contrats de sécurité et une formation militaire, ce qui fait que de nombreux membres du Congrès américain comprennent les guerres comme une machine à générer des emplois et de l´argent. La paix, pour les États-Unis, pourrait coûter très cher. Ce sont ces faits qui amènent beaucoup à s’interroger sur la véritable motivation des États-Unis à défendre l’Ukraine, qui vit depuis des années dans un état de tension avec la Russie. Il est évident que tant qu’il y aura une industrie de guerre dans le monde, les guerres continueront à proliférer sur la planète. La paix dans le monde n’arrivera que lorsque tous les pays seront désarmés et que la fabrication d’armes cessera.

De ce qui précède, la responsabilité du gouvernement des États-Unis dans le déclenchement d’une nouvelle guerre mondiale est évidente car, depuis 1997, il a favorisé l’expansion de l’OTAN aux frontières de la Russie, qui serait complétée par l’incorporation de l’Ukraine dans l’ouest alliance militaire, en plus d’imposer des sanctions économiques contre la Russie. Les gouvernements des pays de l’Union européenne sont également responsables du déclenchement d’une nouvelle guerre mondiale car ils contribuent à l’irrationalité du gouvernement de Joe Biden dans le conflit avec la Russie. L’ONU, à son tour, est en grande partie responsable du déclenchement d’une nouvelle guerre mondiale car elle n’a pas contribué à rechercher la fin de la guerre en Ukraine et, au contraire, collabore à l’intensifier avec les résolutions anti-russes approuvées par l’Assemblée générale.

Comment célébrer la paix dans la guerre entre la Russie et l’Ukraine et faire cesser définitivement les guerres sur notre planète, réalisant le rêve d’Emmanuel Kant exprimé dans son œuvre « Paix perpétuelle » ? Comment réaliser le rêve de tous les amoureux de la paix dans le monde dans lequel nous vivons ? La guerre entre la Russie et l’Ukraine ne prendra fin que si ses causes sont éliminées. Il y a deux causes à la guerre : 1) l’expansion de l’OTAN, une alliance militaire occidentale, vers les frontières de la Russie ; et, 2) le désir du gouvernement ukrainien d’adhérer à l’OTAN, ce qui achèverait l’encerclement de la Russie rendant ce pays vulnérable. Ce sont les deux raisons qui ont contribué à l’invasion de l’Ukraine par la Russie pour renverser le gouvernement d’extrême droite présidé par Volodymyr Zelensky et éliminer la menace d’une adhésion de l’Ukraine à l’OTAN. Les tentatives de célébrer la paix entre les gouvernements de la Russie et de l’Ukraine ont échoué et ce que l’on observe, c’est l’augmentation du bain de sang des soldats des deux côtés et de la population civile ukrainienne, l’augmentation des réfugiés et la destruction des infrastructures de l’Ukraine par les bombardements russes. La célébration de la paix en Ukraine n’a pas produit d’avancées car ceux qui devraient la négocier seraient les gouvernements des États-Unis et de la Russie car seuls ces gouvernements auraient la capacité d’éliminer les causes de la guerre.

Il est urgent de conclure un accord de paix entre les présidents Biden et Poutine pour mettre fin à la guerre en Ukraine car la guerre entre la Russie et l’Ukraine pourrait évoluer vers un conflit qui s’étendrait à l’Europe et au monde, se transformant en une guerre mondiale. Si cela devait se produire, cela ouvrirait la voie à l’implication de grandes puissances militaires avec des conséquences imprévisibles avec l’utilisation d’armes nucléaires. Tout le monde doit comprendre que la guerre en Ukraine est le théâtre du différend entre la Russie et les États-Unis. D’un côté, nous avons les États-Unis, qui veulent une présence de l’OTAN en Ukraine, et de l’autre, nous avons la Russie, qui ne veut pas de présence de l’OTAN en Ukraine. La guerre en Ukraine ne prendra fin que si Biden et Poutine parviennent à un accord pour mettre fin au conflit entre la Russie et les États-Unis. L’accord initial entre Biden et Poutine pourrait être que la Russie accepte un cessez-le-feu en Ukraine à condition que les États-Unis retirent l’adhésion de l’Ukraine à l’OTAN. L’accord ultime serait que la Russie mette fin à ses hostilités en Ukraine en libérant les zones occupées de ce pays et en assumant la charge de reconstruire ce qui a été détruit par la guerre à condition que les États-Unis et l’OTAN abandonnent les pays d’Europe de l’Est et assument l’engagement de mettre fin aux sanctions économiques et financières adoptées contre la Russie.

L’accord entre Biden et Poutine serait avantageux pour l’Ukraine, la Russie, les États-Unis, l’Europe et le monde. L’Ukraine gagnerait à cet accord car il mettrait fin aux souffrances de sa population, supprimerait l’occupation militaire de son territoire par la Russie, recouvrerait sa souveraineté sur le territoire national et ferait entreprendre la reconstruction du pays par la Russie. La Russie gagnerait à cet accord car il y aurait la fin des sanctions économiques et financières à son encontre adoptées par les États-Unis et ses alliés occidentaux, il y aurait l’abandon de la revendication de l’OTAN à l’adhésion de l’Ukraine comme l’un de ses pays membres et l’engagement de la décision des États-Unis et de l’OTAN d’exclure 14 pays d’Europe de l’Est (Albanie, Bulgarie, Croatie, Slovaquie, Slovénie, Estonie, Hongrie, Lettonie, Lituanie, Macédoine du Nord, Monténégro, Pologne, Roumanie et République tchèque). Les Etats-Unis gagneraient à l’accord car la déstabilisation de leur économie ne se produirait plus avec l’augmentation du déficit public résultant des dépenses militaires croissantes avec la guerre en Ukraine. L’Europe gagnerait à cet accord car la menace d’arrêt des approvisionnements en pétrole et en gaz naturel de la Russie et la déstabilisation de ses économies disparaîtraient. Le monde gagnerait à cet accord car la menace d’une nouvelle guerre mondiale qui conduirait à la fin de l’espèce humaine disparaîtrait.

Pour que Biden et Poutine concluent cet accord de paix, il faut que l’ONU, à travers son secrétaire général, sorte de sa passivité et recherche la célébration de la paix mondiale et que la Chine et tous les pays épris de paix se mobilisent pour y parvenir. Pour écarter définitivement les nouveaux risques d’une nouvelle guerre mondiale et pour que la paix perpétuelle se matérialise sur notre planète, il faudrait réformer le système international actuel, incapable de garantir la paix mondiale. Le nouveau système international devrait fonctionner sur la base d’un Contrat Social Planétaire. Le Contrat Social Planétaire serait la Constitution de la planète Terre. Pour la préparation du Contrat Social Planétaire, il devrait y avoir une convocation d’une Assemblée Mondiale Constituante avec la participation de représentants de tous les pays du monde élus à cet effet. Le Contrat Social Planétaire devrait établir l’existence d’un Gouvernement mondial dont le président devrait être élu avec plus de 50% des vœux du Parlement mondial pour être, lui aussi, constitué démocratiquement.

Pour assurer la pratique démocratique et la gouvernabilité sur la planète Terre, le pouvoir mondial devrait être exercé par le Parlement mondial qui, en plus d’élire le Président du gouvernement mondial, devrait préparer et approuver les lois internationales basées sur le Contrat Social Planétaire. Le Parlement mondial devrait être composé d’un nombre déterminé et égal de représentants de chaque pays élus démocratiquement à cet effet. Le Président du Gouvernement Mondial n’exercera le commandement du Gouvernement Mondial que tant qu’il aura le soutien de la majorité du Parlement. Si, à la majorité du Parlement, il est nécessaire de remplacer le Président du Gouvernement Mondial, cela doit être fait. Le gouvernement mondial doit avoir une structure organisationnelle capable de traiter des relations internationales, de la question militaire, de l’économie mondiale, de l’environnement mondial, de l’éducation, de la santé, des infrastructures, de la science et de la technologie, entre autres, de dialoguer avec le Parlement mondial et le pays qui composent le système international. Les parlementaires devraient élire l’administration du Parlement mondial qui aurait une structure organisationnelle appropriée. La Cour Suprême Mondiale devrait être composée de juristes de haut niveau du monde choisis par le Parlement mondial qui agiraient pour un temps déterminé et qui éliraient le Président de la Cour pour un mandat déterminé. La Cour suprême mondiale devrait juger les affaires impliquant des différends entre pays, des crimes contre l’humanité et contre la nature commis par des États nationaux et par des dirigeants à la lumière du Contrat social planétaire, juger les conflits qui existent entre le gouvernement mondial et le Parlement mondial et agir en tant que gardien du Contrat Social Planétaire. Le Gouvernement Mondial n’aura pas ses propres Forces Armées, devant compter sur le soutien des Forces Armées des pays qui seraient convoqués en cas de besoin.

Par conséquent, avec ce système, le parlement mondial légiférerait avec succès à travers un processus démocratique. Il n’y aurait pas besoin d’une entité qui agirait comme un policier mondial car celui qui exercerait le pouvoir serait le président du gouvernement mondial qui utiliserait les forces armées de certains pays qui seraient convoqués en cas de besoin. La nouvelle règle de droit international serait appliquée par les trois pouvoirs constitués : le gouvernement mondial, le parlement mondial et la Cour suprême mondiale. Le pouvoir mondial reposerait sur le gouvernement mondial, le Parlement mondial et la Cour suprême mondiale. Le pouvoir mondial ne serait pas corrompu car il y aurait vigilance de toutes les autorités. Le Gouvernement Mondial, le Parlement Mondial et la Cour Suprême Mondiale agiraient comme freins et contrepoids visant à l’efficience et l’efficacité du système international.

Ce sont donc les mesures qu’il convient d’adopter à court terme pour mettre fin à la guerre en Ukraine et, à moyen et long terme, pour mettre définitivement fin aux guerres dans le monde.

* Fernando Alcoforado, 83, a reçoit la Médaille du Mérite en Ingénierie du Système CONFEA / CREA, membre de l’Académie de l’Education de Bahia, de la SBPC – Société Brésilienne pour le Progrès des Sciences et l’IPB – Institut Polytechnique de Bahia, ingénieur (Ingénierie, Économie et Administration) et docteur en Planification du Territoire et Développement Régional de l’Université de Barcelone, professeur d’université (Ingénierie, Économie et Administration) et consultant dans les domaines de la planification stratégique, de la planification d’entreprise, planification du territoire et urbanisme, systèmes énergétiques, a été Conseiller du Vice-Président Ingénierie et Technologie chez LIGHT S.A. Entreprise de distribution d’énergie électrique de Rio de Janeiro, coordinatrice de la planification stratégique du CEPED – Centre de recherche et de développement de Bahia, sous-secrétaire à l’énergie de l’État de Bahia, secrétaire à la planification de Salvador, il est l’auteur de ouvrages Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade (Editora CRV, Curitiba, 2022), est l’auteur d’un chapitre du livre Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Floride, États-Unis, 2022) et How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023).