Pesquisadores da Rede Internacional de Pesquisa em Barragens Amazônicas contribuem para uma análise global sobre a sustentabilidade das hidrelétricas no Antropoceno, considerando aspectos socio-econômicos, ecológicos e tecnológicos. A seguir, encontra-se uma  síntese da coletânea de artigos publicada no Periódico “Current Opinion in Environmental Sustainability”,  em Português.

Resumo editorial: Hidrelétricas e sustentabilidade no Antropoceno

Emilio F. Moran and Simone Athayde, 2019

Antropoceno é um conceito emergente proposto pelos cientistas para denotar uma época de significativo impacto humano na geologia, atmosfera e sistemas socioecológicos da Terra. Junto com esse processo sem precedentes de mudanças ambientais induzidas pelos seres humanos, as sociedades também vêm mudando em ritmo acelerado. Um desafio crítico para pesquisadores e formuladores de políticas é abordar os complexos nexos e, perdas e ganhos entre uso de recursos naturais, desenvolvimento econômico e bem-estar socioambiental.

Um dos tópicos mais importantes que precisam ser abordados é como conciliar produção de energia, sustentabilidade da água, segurança alimentar e bem-estar social em países sob um clima em mudança. Sabemos que a água está rapidamente se tornando um recurso escasso, a segurança alimentar é um desafio sempre presente para muitas pessoas em todo o mundo, e que estamos ficando cada vez mais dependentes da segurança energética para as nossas atividades diárias.

A construção de barragens hidrelétricas tem sido adotada por muitos países como uma solução para esses desafios, uma vez que produz energia abundante e confiável, e do fato de seus reservatórios poderem fornecer outros benefícios. No entanto, também é criticada pelos custos sociais e ambientais associados e, por isso, na década de 1970 deixou de ser uma opção aceitável na Europa e na América do Norte.

Desde então, a energia hidrelétrica em grande escala voltou como uma opção para o Sul global. Quais são as trocas sociais, ecológicas e econômicas e as implicações desse novo boom? O que há de novo em termos de políticas, prioridades de pesquisa, gerenciamento e tecnologia? Por que as instituições financeiras, juntamente com os governos nacionais, tem investido nesse caminho, sabendo que ele foi abandonado no Norte? Os problemas que levaram ao abandono de grandes hidrelétricas foram tratados nos países em desenvolvimento? Os problemas são iguais ou diferentes nos países desenvolvidos e em desenvolvimento?

O periódico Current Opinion In Environmental Sustainability preparou uma edição especial que fornece uma síntese global das importantes questões sociais, ecológicas e econômicas relacionadas ao novo boom da expansão das hidrelétricas no Sul global, e as implicações desta expansão para o desenvolvimento sustentável no Antropoceno. O conjunto de artigos publicados nesta edição inclui uma análise dos atuais processos socioecológicos documentados para os principais rios do Sul global, com exemplos das bacias hidrográficas da Amazônia e do Mekong, além de casos ilustrativos da Europa e América do Norte. Nessa edição, pesquisadores da Rede Internacional de Pesquisas em Barragens Amazônicas/ Amazon Dams International Research Network/ Red Internacional de Investigación sobre Represas Amazónicas (RBA/ADN/RIRA) apresentaram contribuições importantes, destacadas a seguir:

Athayde et al., apresentam uma revisão bibliográfica de publicações acadêmicas com foco no desenvolvimento de hidrelétricas na Amazônia brasileira, publicadas nos últimos cinco anos (2014– 2019). Através de uma análise em rede de co-ocorrência dessas publicações, os autores destacam campos de ligação, desconexões e oportunidades para pesquisas interdisciplinares. Mostram o papel de liderança que cientistas, universidades e instituições acadêmicas brasileiras desempenham nesse campo de estudo, bem como a importância dos investimentos do governo brasileiro em ciência e tecnologia, especialmente por meio das agências de pesquisa Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Identificam ainda, lacunas de conhecimento e orientações para pesquisas futuras e destacam oportunidades para melhorar a comunicação entre cientistas, profissionais, tomadores de decisão, povos indígenas e comunidades locais.

O artigo de Arantes et al. fornece uma análise sintética do impacto de barragens em peixes e pescarias tropicais, através da lente das características funcionais dos peixes. Com base em uma revisão de literatura, os autores definem características funcionais como qualquer característica de um organismo que afeta o desempenho ou a aptidão física e, propõem que abordagens funcionais podem melhorar a capacidade de prever respostas dos peixes e pescarias ao represamento de rios por barragens hidrelétricas em diferentes escalas. O artigo é uma importante contribuição para abordagens baseadas em ecossistemas no estudo e gerenciamento de sistemas socioecológicos afetados pelo represamento de rios nos trópicos.

O artigo de Siciliano et al. aborda o papel crescente dos investimentos chineses em grandes barragens hidrelétricas, que aumentaram rapidamente no Sul global nos últimos 20 anos. Os autores demonstram que alguns desses projetos foram contestados tanto do ponto de vista tecnológico quanto político, devido à maneira como as decisões foram tomadas, bem como em relação às mudanças socioecológicas resultantes e aos aspectos ecológicos distributivos. Do ponto de vista da Justiça Ambiental, os autores analisam os principais fatores e aspectos contestados dos investimentos chineses em hidrelétricas no Sul global. O artigo baseia-se em projetos chineses localizados em diferentes regiões do mundo, combinando informações da literatura e do conjunto de dados do Atlas Global de Justiça Ambiental – EJAtlas. Uma área em que os investimentos chineses foram particularmente focados foi no Mekong. Dois artigos desta edição especial se concentram na bacia do Rio Mekong:

O artigo de Arias et al. aborda as mudanças físicas que ocorrem como um produto do desenvolvimento de energia hidrelétrica. Os autores ressaltam que pesquisas sobre como barragens e mudanças climáticas podem alterar os sistemas fluviais aumentaram nos últimos anos, mas, embora levem a importantes conceitos científicos e aumentem a discussão sobre desenvolvimento sustentável, pouco fizeram para impedir as rápidas mudanças ambientais nas planícies de inundação do Mekong no Cambodia e Vietnã. Isso ocorre, em parte, porque os fatores localizados das mudanças nas planícies de inundação (ou seja, sobrepesca, desmatamento e desenvolvimento da infraestrutura hídrica) reduziram a sustentabilidade ambiental de maneira mais rápida e direta do que fatores regionais, como hidrelétricas e mudanças climáticas.

O artigo de Geheb et al. aborda o rápido desenvolvimento de energia hidrelétrica na Bacia do Rio Mekong, colocando em conflito uma variedade de grupos de atores sociais na escala nacional e internacional, e afetando as relações do Estado em todas as escalas. Neste artigo, os autores exploram as narrativas que envolvem o desenvolvimento de hidrelétricas nesta bacia, enquanto se referem ao conceito de ciclos sociais hidrelétricos como uma ferramenta analítica central. Essa ferramenta analisa os processos de construção sociopolítica da natureza, vendo a água como um meio que transmite poder e, portanto, fontes de colaboração e conflito. Os autores concluem que, embora as narrativas hidrelétricas no Mekong tentem, de fato, confundir a regulação maciça de sistemas hidrológicos com ambições sociais e econômicas em larga escala, elas também pretendem obscurecer um esforço disseminado e sistêmico para controlar e alienar as águas da região através de projetos de engenharia em várias escalas.

Os dois últimos trabalhos desta edição especial apresentam experiências e reflexões sobre sistemas represados no norte global, com foco nos EUA e na Europa. O artigo de Wagner et al. apresenta um resumo do desenvolvimento da energia hidrelétrica na Europa, fornecendo estatísticas importantes, revisando desenvolvimentos tecnológicos recentes e resumindo os desafios atuais e futuros de sustentabilidade em relação aos projetos hidrelétricos existentes e novos em diversas bacias hidrográficas europeias. Dado o fato de que, mais da metade do potencial total de energia hidrelétrica na Europa já foi explorada, as preocupações ambientais com o uso adequado de seções de rios restantes têm aumentado. Os autores explicam que, como resultado, muitos países europeus estão concentrando esforços em estender e atualizar as instalações existentes por meio de avanços tecnológicos, o que poderia fornecer informações importantes para melhorar a eficiência dos projetos hidrelétricos existentes nos países em desenvolvimento. Além dos desenvolvimentos tecnológicos e das tecnologias hidrelétricas resistentes ao clima, os autores destacam a importância de abordagens de gerenciamento integrado envolvendo a escala de bacias hidrográficas.

O artigo de Bair et al., com foco no desenvolvimento da energia hidrelétrica na bacia do rio Colorado, aborda o desenvolvimento de hidrelétricas como um desafio contínuo. O rio Colorado é um importante meio de vida para populações próximas e distantes, em áreas semiáridas a áridas dos Estados Unidos. Embora haja produção de energia hidrelétrica no Glen Canyon Dam, uma das maiores represas hidrelétricas dos EUA, o lago que fornece a água diminuiu ao longo dos anos devido à demanda das populações urbanas, à agricultura e à diminuição da precipitação provocada pelas mudanças climáticas. Isso exacerbou os conflitos sobre a água restante, a pesca recreativa que cresceu em torno dos lagos e reservatórios e os direitos dos povos indígenas à Bacia. O artigo oferece informações úteis sobre como desenvolver um gerenciamento adaptativo da água e dos sistemas socioecológicos na Bacia.

Esta edição especial teve como objetivo fornecer ideias para melhorar o planejamento e a tomada de decisão, a implementação e o monitoramento de barragens hidrelétricas. As contribuições desta coleção destacam os enormes custos ambientais e sociais da construção de grandes barragens, ilustrados pelas experiências das bacias Amazônica e do Mekong. Os artigos voltados para o Norte e o Sul globais mostram a importância de abordagens integradas em toda a bacia para gerenciar sistemas fluviais, incluindo inovações tecnológicas e iniciativas de gestão adaptativa.

A dependência de grandes barragens para gerar energia hidrelétrica pode ser questionada como uma estratégia confiável para a geração de energia nos cenários de mudança climática existentes. Moran et al., destacam que os melhores cenários futuros precisam incluir o desenvolvimento rápido de energia eólica, biomassa e solar para complementar a energia hidrelétrica instalada existente, além da implementação de abordagens inovadoras para o gerenciamento de usinas hidrelétricas existentes e investimentos em eficiência energética. O uso de energia fotovoltaica flutuante em reservatórios existentes é uma tendência crescente em todo o mundo, que oferece uma maneira de compensar a menor capacidade das barragens hidrelétricas existentes para atingir a capacidade instalada. Essa abordagem híbrida promete uma maneira mais confiável de atender às necessidades globais de energia no Antropoceno, em contraste à dependência excessiva de energia hidrelétrica que alguns países parecem estar buscando.

Citação do artigo:

Moran, E. F & Athayde, S. Editorial overview: Introduction to the special issue: Hydropower and sustainability in the Anthropocene. Current Opinion in Environmental Sustainability, v. 37, p. A1-A6, 2019. DOI: [https://doi.org/10.1016/j.cosust.2019.06.003]

Mapeando pesquisas sobre energia hidrelétrica e sustentabilidade na Amazônia brasileira: avanços, lacunas no conhecimento e rumos futuros

Athayde et al. 2019

A bacia do Rio Amazonas é o maior sistema de água doce do mundo, proporcionado benefícios críticos para populações locais, sociedades nacionais e a humanidade em geral. No entanto, nos últimos vinte anos, várias grandes e pequenas hidrelétricas têm contribuído para transformar a região amazônica, gerando um volume crescente de pesquisas acadêmicas em diversos campos disciplinares e interdisciplinares (Fig. 1).


Fig. 1: Mapa da bacia Amazônica mostrando pequenos projetos hidrelétricos (PCHs) e grandes (LHPs) planejados, inventariados e em operação nas principais bacias hidrográficas brasileiras. Fontes: PCHs e LHPs: ANEEL (2019); Áreas Protegidas, rios brasileiros, bacias hidrográficas: MMA; Terras indígenas: FUNAI; Rios da América do Sul: HydroSHEDS.

Pesquisadores da Rede de Pesquisa em Barragens Amazônicas (RBA/ADN/RIRA), realizaram uma revisão bibliográfica de pesquisas acadêmicas relacionadas a energia hidrelétrica publicadas nos últimos cinco anos (2014– 2019), sobre diversos aspectos do planejamento, construção, operação e monitoramento de energia hidrelétrica na Amazônia brasileira.

Através de uma análise de rede de co-ocorrência dessas publicações, os autores mostraram que as pesquisas sobre esse tema avançaram nos últimos vinte anos (Fig. 2) e destacam os principais campos acadêmicos que estão contribuindo com conhecimento sobre este tópico, como eles estão conectados, quais campos são mais centrais para esse assunto e quais estão atuando como pontes disciplinares e apresentam as lacunas existentes (Fig. 3).


Fig. 2: Número de publicações relacionadas a hidrelétricas brasileiras e amazônicas na base de dados do Web of Science (WOS) para o período 1973-2019.


Fig. 3: Rede de co-ocorrência entre categorias de tópicos disciplinares do WOS em publicações com foco em hidrelétricas da Amazônia brasileira para o período 2014-2019. Os agrupamentos são categorias WOS, as conexões são coocorrências (linhas pretas entre agrupamentos mostram relações entre categorias dentro do mesmo cluster de Louvain, enquanto as relações entre clusters são mostradas como linhas vermelhas). Os identificadores numéricos (IDs) dos agrupamentos e as categorias correspondentes são fornecidos nos Materiais Complementares (SM1- Athayde et al., 2019). Polígonos coloridos são aglomerados de Louvain.

O estudo mostra o papel de liderança que cientistas, universidades e instituições acadêmicas brasileiras desempenham nesta temática, bem como a importância dos investimentos do governo brasileiro em ciência e tecnologia, especialmente por meio das agências de pesquisa Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).

Os autores identificam três áreas principais de pesquisa interdisciplinar, que representam o estado atual do conhecimento sobre energia hidrelétrica e sustentabilidade na Amazônia brasileira: I) processos biofísicos e socioecológicos; II) energia e infraestrutura; e III) governança, desenvolvimento e benefícios sociais e impactos das barragens hidrelétricas.

E por fim, os autores mostram a existência de lacunas de comunicação que existem dentro e entre cientistas, sociedade civil e comunidades locais, setor privado e tomadores de decisão. Ressaltam que esforços precisam ser direcionados para colmatar essas lacunas por meio de várias estratégias e ferramentas, e apresentam direções futuras de pesquisa, destacando oportunidades para amelhorar a comunicação entre os atores.

Citação do artigo:

Athayde, S., Mathews, M., Bohlman, S., Brasil, W., Doria, C. R., Dutka-Gianel., Fearnside P.M., Loiselle, B., Marques, E.E., Melis, T.S., Millikan, B., Moretto, E. M., Oliver-Smith, A., Rossete, A., Vacca, R., Kaplan, D. Mapping research on hydropower and sustainability in the Brazilian Amazon: Advances, gaps in knowledge and future directions. Current Opinion in Environmental Sustainability, v. 37, p. 50-69, 2019. DOI: [https://doi.org/10.1016/j.cosust.2019.06.004]

Mantendo a perspectiva das mudanças ambientais em curso nas planícies de inundação do Mekong

Arias et al. 2019

A geração de energia hidrelétrica vem crescendo exponencialmente na Bacia do Mekong (Fig. 1), e espera-se que continue nas próximas décadas a uma taxa muito mais rápida. Tais tendências têm alarmado conservacionistas e cientistas, que percebem a energia hidrelétrica no Mekong como uma ameaça existencial a uma das últimas preciosidades remanescentes da biodiversidade dos rios e aos meios de subsistência de milhões de pessoas que dependem diretamente desse sistema e dos seus recursos naturais.


Fig. 1: Mapa da bacia do rio Mekong, destacando a localização das barragens hidrelétricas e planícies de inundação (à esquerda) e projetos de prevenção de inundações no Delta do Mekong no Vietnã (à direita)

Arias et al. argumentam que a ênfase apenas nas barragens distraiu a discussão e as possíveis implicações políticas de ameaças locais subestimadas, incluindo sobrepesca, desmatamento e desenvolvimento da infraestrutura hídrica, que já tiveram um ônus significativo ao ambiente da planície de inundação de Mekong. Estes impactos têm  resultado em serviços ecossistêmicos diminuídos, incluindo regulamentação da água, produção de alimentos e habitat da vida selvagem.

Segundo os autores, esses fatores locais estão transformando rapidamente as planícies de inundação e podem alimentar a deterioração do ecossistema. Nesse artigo são apresentadas conceitualmente as interações entre barragens e outros fatores locais causadores de mudanças ambientais nas planícies de inundação no Mekong (Figura 2), com foco nos recursos hídricos, na vegetação das planícies de inundação e nos peixes.


Fig. 2: Integração conceitual dos principais fatores de mudança locais e regionais nas planícies de inundação do Mekong. Observe que existem vários outros drivers que não estão incluídos neste diagrama ou discutidos neste documento de opinião devido à limitação de espaço.

O desenvolvimento de infraestrutura hídrica, como canais de irrigação, drenagem e diques de prevenção de inundações espalhados por toda a planície, promovem alterações drásticas e rápidas nos fluxos de água e sedimentos nas regiões agrícolas nas planícies de inundação, trazendo desafios para gestão (Fig. 2).


Fig. 3: Seção transversal de rios e várzeas destacando o efeito da infraestrutura de prevenção de inundações nas várzeas.

Da mesma forma, a pesca indiscriminada intensiva levou a mudanças drásticas na cadeia alimentar na região que concentra as pescarias altamente produtivas e diversificadas do Mekong, no Tonle Sap. No entanto, a falta de dados sistemáticos de monitoramento significa que os impactos ecológicos da redução da biodiversidade através da pesca e a sustentabilidade das pescarias a longo prazo permanecem desconhecidos.

Em relação ao desmatamento, queimadas em terras agrícolas são uma prática histórica no Mekong, mas o recente desmatamento em larga escala das florestas de planície transformou a paisagem da planície de inundação a uma taxa e magnitude sem precedentes. A pesca de Tonle Sap é baseada em grande parte nas florestas de várzea, como habitats e recursos alimentares derivados de matéria orgânica da vegetação circundante.

Os autores ressaltam a necessidade de conjuntos de dados de curto e longo prazo que quantifiquem a dinâmica dos recursos biológicos e seus fatores ambientais para avaliar mudanças e desenvolver ações concretas de gerenciamento para proteger os ecossistemas da planície de inundação da bacia do Mekong.

Como estratégias para melhorar a sustentabilidade desses ecossistemas, os autores destacam o uso de tecnologias para previsão e monitoramento em tempo real de recursos. O desenvolvimento de capacidades educativas e científicas locais para gerenciar os dados e utilizar as informações adquiridas e o estabelecimento de políticas implementáveis que se integrem nas escalas nacionais, regionais e locais e com objetivos políticos e sociais claramente definidos e mensuráveis para os recursos naturais e o desenvolvimento econômico.

Citação do artigo:

Arias, M. E., Holtgrieve, G. W., Ngor, P. B., Dang, T. D., & Piman, T. (2019). Maintaining perspective of ongoing environmental change in the Mekong floodplains. Current Opinion in Environmental Sustainability, 37, 1-7. DOI: [https://doi.org/10.1016/j.cosust.2019.01.002].

Incorporando considerações socioecológicas nas respostas em escala de bacia às mudanças climáticas na Bacia do Rio Colorado

Bair et al. 2019

Nos últimos 50 anos, a construção de barragens no oeste dos Estados Unidos declinou, em parte, devido ao crescente reconhecimento de consequências socioecológicas diversas e não intencionais das barragens. Pesquisadores da Rede Internacional de Pesquisa em Barragens Amazônicas, apresentam exemplos de gerenciamento de mudanças climáticas utilizando grandes barragens na bacia do rio Colorado, onde atualmente, os gestores de recursos estão reconhecendo a grande variedade de compensações e incluindo um grupo mais diversificado de partes interessadas na tomada de decisão para barragens individuais.

Apesar disso, os autores relatam que as decisões em escala regional mantêm o foco em um número limitado de recursos e objetivos, levando a resultados ineficientes e injustos. E mostram que mudanças socioecológicas influenciadas pelas mudanças climáticas desafiam esse paradigma de gestão. O aumento da demanda de água para atividades humanas e o meio ambiente e o interesse renovado em hidrelétricas apresentam oportunidades para operações que incluem mitigação e adaptação de estratégias às mudanças climáticas, considerando trade-offs (trocas entre perdas e ganhos) e respostas equitativas em escala regional.

Uma das preocupações apresentadas pelos autores é referente à diminuição significativa do escoamento e armazenamento de água dos reservatórios, especialmente nos lagos Powell e Mead, nos últimos 15 anos. Nestes casos, decisões regionais e novas negociações relativas à alocação de suprimento de água durante períodos prolongados de seca têm o potencial de causar impactos profundos nos recursos dos rios na escala do segmento, porque a quantidade de água transferida dos reservatórios rio acima para jusante tem um forte efeito nos ecossistemas fluviais e nos valores sociais.

Nesse sentido, os autores argumentam que um conjunto mais amplo de custos e benefícios pode ser considerado no processo de tomada de decisão para integrar preocupações ambientais e sociais regionais específicas de segmentos para enfrentar desafios como: o aquecimento da temperatura dos rios, que constitui um fator determinante para a permanência e manutenção de populações nativas de peixes, ameaçadas também pelo estabelecimento de espécies exóticas; a mitigação das emissões do setor elétrico através da substituição de energia térmica por energia hidrelétrica; e a inclusão dos impactos sobre meios de subsistência e práticas culturais de povos indígenas na tomada de decisões.

Os autores concluem afirmando que o ponto central para a gestão de novos sistemas socioecológicos e em constante mudança, é gerenciar as novas funções e serviços dos ecossistemas existentes, criados pelo dramático desenvolvimento de barragens na Bacia do Rio Colorado e, ao mesmo tempo, equilibrar os valores associados aos serviços de água, energia e ecossistema cultural no segmento e escalas regionais. Considerar a adaptação e mitigação das mudanças climáticas em escala regional, segundo os autores, melhorará a capacidade de identificar novas oportunidades para gerenciar as instalações existentes de armazenamento de água e energia hidrelétrica para maximizar os benefícios e minimizar os custos sociais e ambientais.

Citação do artigo:

Bair, L. S., Yackulic, C. B., Schmidt, J. C., Perry, D. M., Kirchhoff, C. J., Chief, K., & Colombi, B. J. (2019). Incorporating social-ecological considerations into basin-wide responses to climate change in the Colorado River Basin. Current Opinion in Environmental Sustainability, 37, 14-19. DOI: [https://doi.org/10.1016/j.cosust.2019.04.002]