A abordagem do Metabolismo Urbano foi desenvolvidA por Abel Wolman (1965)[1], engenheiro sanitarista norte americano que, motivado pela deterioração da qualidade do ar e da água das cidades do seu país de origem, desenvolveu um modelo de análise do metabolismo de uma hipotética cidade americana, com 1 milhão de habitantes, utilizando dados nacionais relacionados ao de recursos. Para entender a cidade como um Metabolismo, parte-se do princípio que os estudos e quantificações dos fluxos de matéria e energia que entram e saem das suas fronteiras, permitem a compreensão do seu funcionamento. Todos os metabolismos são sistemas abertos, ou seja trocam matéria e energia com o meio em que estão inseridos, e necessitam de energia exterior para manter o seu funcionamento. E nas cidades não é diferente, isso pode ser visto nas residências, ruas e bairros, que necessitam de energia para funcionamento dos eletrodomésticos, sinais de transito, iluminação das vias etc. Em todo e qualquer ambiente urbanizado ocorrem processos constantes de extração, transferência, acumulação e disposição de matéria e energia provenientes de ambientes naturais, sendo água, matérias primas, energia e nutrientes os quatro fluxos fundamentais analisados.

 

 As metodologias mais utilizadas e fundamentais para avaliar o metabolismo urbano e a sua sustentabilidade são a Análise do Fluxo de Materiais (AFM) e a Análise do Ciclo de Vida (ACV).  A AFM tem como propósito tem a contabilização e a análise dos fluxos e estoques de materiais, substâncias, necessidades energéticas e das emissões das cidades. O princípio base é a conservação da matéria, isto é, os fluxos que entram num subsistema são iguais aos fluxos que saem, acrescidos da variação que o estoque de materiais pode exercer nesse subsistema. Com os dados de entrada e saída de materiais e energia de um determinado sistema são geradas as equações de balanço traduzem o funcionamento do sistema. A Análise do Ciclo de Vida, nada mais é do que, uma metodologia de construção de modelos que representam os fluxos de entradas e saídas de energia, água, produto, alimento ou serviço em todo seu ciclo de vida, desde a extração da matéria-prima, transporte, fabricação, uso, até sua destinação final.

 

Com o passar dos anos e aprimoramentos da metodologia de análise, a abordagem do Metabolismo Urbano se tornou uma ferramenta poderosa de gestão da água, da energia, dos materiais e dos nutrientes que entram e saem das fronteiras das cidades, pois a ajuda à evitar os desperdícios desses recursos. Entender o metabolismo de uma cidade, ver a sua evolução com o tempo e comparar com o de outras cidades permite criar diretrizes voltadas à redução dos impactos ambientais. Metabolismo mais eficientes consomem menos recursos naturais buscar maior eficiência energética nas cidades é fundamental no contexto de crescentes escassez de recursos que estamos vivenciando nos dias atuais. Uma cidade que se situa em um deserto é quase inteiramente dependente de insumos externos e portanto tem um metabolismo muito custoso. Através da AFM e da ACV, analisa-se as interações existentes entre as cidades e os outros ambientes do planeta terra, já que a biosfera nada mais é do que vários sistemas e subsistemas que interagem entre si. Essa relação de sistemas pode ser cooperativa ou competitiva, dilapidadora ou simbiótica e portanto, em geral, quanto mais harmônicos são os processos, mais favorável é o metabolismo.

 

Diversos países e instituições internacionais já estão perceberam que pensar em soluções para consumo exagerado de recursos naturais da nossa sociedade não é mais uma questão de opção. Em 2008, instituições de nove países da União Europeia lançaram o Sustainable Urban Metabolism for Europe (SEMA)[2] com o intuito de desenvolver soluções integradas, através da abordagem do Metabolismo Urbano, para o consumo de recursos nas cidades europeias. Mais recentemente, em dezembro de 2017, a ONU Brasil lança um vídeo[3] explicativo sobre o atual ritmo acelerado de consumo dos recursos naturais no mundo e a importância do metabolismo urbano nesse contexto

 

Além da energia que se usa efetivamente, todos os sistemas perdem, ou dissipam, quantidades significativas de energia durante seu funcionamento. As transferências energéticas do sistema são feitas com perdas e esse fenômeno é compreendido na física como uma tendência à “desordem”, ou entropia. Esse tendência à entropia é a base da Segunda Lei da Termodinâmica que diz que todos os sistemas tendem à se desorganizar e para se manterem ordenados gastam muita energia. Aqui entra uma coisa interessante: tender à desorganização é uma lei dos nossos corpos, nossas casas, nossas cidades e do Universo inteiro. Os seres vivos e as cidades são sistemas que necessitam de grandes quantidades de energia para não entrarem em desordem. Já percebeu o caos que se instaura na sua cidade quando falta luz e água ou quando faltam alimentos e produtos básicos para sobrevivência em locais atingidos por guerras ou desastres naturais? Já imaginou como seria o funcionamento do sistema de transporte da sua cidade se as reservas de petróleo do mundo se esgotassem?

 

Historicamente, as sociedades sempre usaram os recursos naturais para produzir instrumentos, mercadorias, alimentos, abrigo, etc. Porém, com as revoluções industriais, o desenvolvimento das máquinas e a utilização dos combustíveis fósseis as sociedades intensificaram exponencialmente o uso de matéria e energia, pois as descobertas tecnológicas diversificam e acentuam a produção. A economia antes baseada no trabalho humano passou a se basear nas máquinas, o comercio de produtos foi intensificado, e com isso as atividades exercidas pelos humanos passaram a depender mais do que nos períodos anteriores do consumo de matéria e energia. É praticamente impossível imaginar o funcionamento das nossas cidades hoje sem a utilização de fontes energéticas não renováveis como os combustíveis fósseis.

 

Basicamente, os metabolismos das cidades possuem dois tipos de funcionamento: o linear e o circular. O Metabolismo Linear consiste em um sistema composto por fluxos unidirecionais, em que a maior parte da matéria e energia incorporada ao interior do sistema, é utilizada e ejetada depois como resíduos. Nesses metabolismos muito pouco é reaproveitado, por isso eles precisam de grandes quantidade de recursos e energia para manter o seu funcionamento. A quantidade de energia que precisa entrar nos metabolismo lineares é elevada, bem como a quantidade de resíduos e emissões produzidos, com desperdício de energia e matéria. Já o Metabolismo Circular, imita (mimetiza) os ecossistemas naturais e biológicos que possuem ciclos fechados, nesses metabolismos o que é resíduo para uma atividade é matéria prima para outra e as fontes de energia costumam ser renováveis, assim como na natureza. Os princípios fundamentais dos metabolismos circulares são conservação, recuperação e reutilização.

 

METABOLISMO LINEAR

 

METABOLISMO CIRCULAR

 

 

 

 

Apesar do número crescente de estudos e pesquisas desenvolvidas na área, a maioria dos estudos em Metabolismo Urbano costumas ser teóricos e ainda não saíram do papel, por ser um conceito ainda em fase de desenvolvimento e aprimoramento, e também pela falta de interesse público e da sociedade em geral. Porém, existem alguns casos de aplicação prática dessa metodologia. Em Estocolmo (Suécia), por exemplo, um projeto foi desenvolvido para revitalizar a área industrial e portuária de Hammarby Sjöstad. O objetivo do projeto foi criar sinergias entre abastecimento de energia, água e gestão de efluentes e resíduos. Os fluxos metabólicos foram reduzidos por causa de um sistema integrado de infraestrutura, foram usadas células de combustíveis, painéis solares, fornos de biogás e telhados verdes. Como resultado se conseguiu reduzir em pelo menos 20% o consumo energético de toda área de Hammarby Sjöstad.

 

Imagem Aérea de Hammarby Sjöstad [4]

 

As cidades contemporâneas de todo o mundo possuem em sua maioria metabolismos lineares abertos, consomem muito de outros lugares, possuem uma taxa de reutilização de resíduos muito baixa e altas taxas de desperdício. Exemplos como o de Estocolmo ainda são pontuais e pouco comuns, porém diante do cenário atual de destruição ambiental, mudanças climáticas e esgotamento de recursos naturais, não podemos mais sustentar nossos modelos de cidades e economia. Nesse sentido é fundamental que o planejamento e a gestão das nossas cidades incorporem princípios e metodologias sustentáveis. Diante da crescente destruição do nosso planeta por que não aprender com os sistemas naturais, que se sustentam a bilhões de anos na terra?  As cidades precisam tornar seus metabolismo mais circulares e sustentáveis, reduzindo os impactos ambientais. Precisamos que as políticas, planos e ações urbanas imitem – mimetizem - os ecossistemas naturais e biológicos, e dessa forma incorporem resíduos de cadeias produtivas como matéria prima para outras, utilizem fontes de energia renováveis de baixo impacto, melhorem a eficiência metabólica em relação ao consumo de água e energia, para assim reduzir os impactos globais. Não é uma questão de opção, não há como escapar da tendência natural a deserdem que rege o nosso universo, precisamos de matéria e energia para manter o funcionamento do nosso corpo e do local em que vivemos. É preciso que as cidades e sociedades se transformem para se sustentem, no contexto atual a abordagem do metabolismo urbano assume um papel fundamental e não pode ser excluído do processo de planejamento e gestão das cidades atuais.

 

[1] WOLMAN, Abel. The metabolism of cities. Scientific American, Volume 213, Pages 179--190 1965.

[2] Metabolismo Urbano Sustentável para Europa

[3] Link: https://youtu.be/ky_x63U57nA

[4] Disponível em: https: //www.archdaily.com.br/br/800186/estocolmo-ja-tem-seu-primeiro-bairro-sustentavel-desde-os-anos-90