Environmental sustainability in basic research: a perspective from HECAP+

Durante décadas, as questões mais ambiciosas da física foram respondidas com a construção de máquinas de escala estonteante. Estas não são os microscópios de um laboratório de biologia ou os telescópios de um departamento de astronomia, mas vastos túneis subterrâneos e detectores massivos projetados para colidir partículas ou ouvir os sussurros tênues do cosmos. Cientistas em campos como a física de altas energias, cosmologia e física nuclear utilizam estas ferramentas para compreender as leis fundamentais do universo. O trabalho exige quantidades imensas de eletricidade para alimentar as máquinas, vasto poder computacional para filtrar os dados resultantes e viagens frequentes para que os investigadores se reúnam e partilhem as suas descobertas. Durante muito tempo, o foco foi quase inteiramente na própria ciência, com o custo ambiental de manter estas operações tratado como um detalhe secundário, tal como a conta de eletricidade de uma casa.

No entanto, a crise climática forçou um acerto de contas. A comunidade científica que estuda as origens do universo está agora a voltar o seu olhar para dentro, para examinar a sua própria pegada. Uma nova perspetiva da comunidade HECAP+ — um grupo que abrange a física de altas energias, cosmologia, astrofísica de partículas e física nuclear — oferece uma avaliação lúcida de como o seu trabalho impacta o planeta. Os autores, uma coligação de investigadores e especialistas, argumentam que as ferramentas e práticas da investigação básica estão a contribuir significativamente para as emissões globais de gases com efeito de estufa. Eles não sugerem interromper a ciência; em vez disso, propõem uma mudança fundamental na forma como esta ciência é planeada, financiada e conduzida. O objetivo é alinhar a busca pelo conhecimento com a necessidade urgente de proteger o clima, garantindo que a busca para compreender o universo não ocorra à custa do planeta que o acolhe.

O documento começa por estabelecer a escala do problema. Compara as emissões geradas por um único investigador nestes campos com a pessoa média na Terra. Os dados revelam uma disparidade gritante: um investigador num grande centro como o CERN, a Organização Europeia para a Investigação Nuclear, gera aproximadamente quinze toneladas de dióxido de carbono equivalente por ano apenas através do seu trabalho. Isto é mais do que o dobro da média global por pessoa. Quando os investigadores analisam de onde vem esta poluição, descobrem que não são apenas os gigantescos aceleradores de partículas. Uma parte significativa provém dos computadores necessários para analisar os dados, da energia utilizada para aquecer e arrefecer os laboratórios, da comida servida em conferências e das viagens necessárias para manter as colaborações internacionais em funcionamento. O artigo enfatiza que estas são escolhas, não consequências inevitáveis de fazer ciência. A forma como um detetor é desenhado, o software utilizado para processar dados e o tipo de comida servida numa reunião têm todos custos ambientais mensuráveis.

Uma das descobertas mais surpreendentes diz respeito aos computadores. À medida que os experiências geram mais dados, a procura por poder computacional cresce exponencialmente. O artigo nota que, para alguns investigadores, a eletricidade utilizada pelos seus computadores representa a vasta maioria das suas emissões relacionadas com o trabalho. Isto não se trata apenas de apagar as luzes; trata-se da eficiência do próprio código. Os autores apontam que escrever software que seja mais eficiente pode reduzir drasticamente a energia necessária para executar simulações. Eles também destacam o hardware, observando que a fabricação de chips e servidores de computador cria uma grande parte das suas emissões ao longo da vida útil. O documento sugere que manter o equipamento em uso por mais tempo e repará-lo em vez de o substituir é uma forma poderosa de reduzir este impacto.

O consumo de energia é outro pilar importante da discussão. O artigo detalha como as instalações estão a explorar formas de alimentar as suas operações com energia renovável. Destaca um projeto no Médio Oriente onde um acelerador de partículas é alimentado quase inteiramente por energia solar, provando que mesmo instrumentos científicos de grande escala podem funcionar com energia limpa. Os autores também discutem o potencial de utilizar o calor residual dos centros de dados para aquecer edifícios próximos, transformando um subproduto da computação num recurso útil. No entanto, eles advertem cuidadosamente que simplesmente mudar para energia verde não é uma solução mágica. A transição requer um planeamento cuidadoso para garantir que a energia esteja disponível quando necessária e que a infraestrutura para a suportar não crie novos problemas ambientais.

As viagens apresentam um desafio complexo para uma comunidade que depende da colaboração internacional. O artigo reconhece que, embora as videochamadas sejam uma boa alternativa, elas não podem substituir todas as reuniões presenciais, especialmente para construir confiança e orientar cientistas em início de carreira. Em vez de banir as viagens, os autores recomendam uma abordagem mais ponderada. Sugerem priorizar as viagens de comboio em detrimento dos voos de curta distância, que são particularmente intensivos em carbono, e organizar conferências de formas que minimizem a necessidade de viagens de longa distância. Eles também apontam que reduzir as viagens pode tornar a ciência mais inclusiva, permitindo que investigadores de regiões com menos recursos participem mais plenamente sem o fardo de viagens dispendiosas e demoradas.

A alimentação é outra área onde pequenas mudanças podem ter um grande impacto. O documento aponta que a comida servida em conferências e nas cantinas dos laboratórios contribui significativamente para as emissões, particularmente quando inclui produtos de carne e laticínios. Os autores fornecem exemplos de conferências que mudaram com sucesso para o catering baseado em plantas, mostrando que é possível alimentar grandes grupos de pessoas sem depender de alimentos de alta emissão. Eles argumentam que tornar as opções baseadas em plantas o padrão, em vez da exceção, é um passo simples que as instituições podem tomar imediatamente. Esta mudança também aborda questões de equidade, uma vez que as dietas baseadas em plantas são frequentemente mais acessíveis a pessoas com diferentes necessidades culturais ou religiosas.

O artigo também aborda a questão dos resíduos, particularmente o lixo eletrónico gerado por equipamentos obsoletos. Faz um apelo a uma cultura de "reduzir, reutilizar, reparar e reciclar" dentro da comunidade de investigação. Os autores descrevem como algumas instituições estão a encontrar novas utilizações para materiais antigos, como a reutilização de blocos de betão pesados de experiências desativadas para construir novas estruturas. Eles instam as agências de financiamento e as instituições a exigir que os novos projetos incluam uma avaliação completa do seu impacto ambiental desde o início, incluindo como o equipamento será descartado no final da sua vida útil. Este pensamento de "ciclo de vida" garante que o custo ambiental seja considerado em todas as etapas, desde a extração de matérias-primas até ao descarte final da máquina.

Em última análise, o documento é um apelo à ação para toda a comunidade científica. Argumenta que os cientistas têm uma responsabilidade única de liderar pelo exemplo. Porque o seu trabalho é frequentemente financiado pelo público e apoiado pelos governos, eles devem demonstrar que a sua investigação é sustentável. Os autores propõem uma série de passos concretos para indivíduos, grupos de investigação e instituições. Estes variam de escolhas pessoais simples, como desligar equipamentos quando não estão em uso, a mudanças políticas de grande escala, como exigir declarações de impacto ambiental para todos os novos projetos. Eles enfatizam que estas mudanças não visam limitar o progresso científico, mas sim garantir que a ciência possa continuar num mundo que seja seguro e habitável.

O artigo conclui com uma mensagem de esperança e urgência. Reconhece que o caminho a seguir é difícil e que não existem soluções fáceis. No entanto, destaca também que a comunidade científica tem um longo histórico de resolver problemas complexos e trabalhar em conjunto através de fronteiras. Ao aplicar essa mesma criatividade e colaboração ao desafio da sustentabilidade, os autores acreditam que o campo pode transformar-se. Eles veem isto não como um fardo, mas como uma oportunidade de tornar a ciência mais eficiente, mais inclusiva e mais alinhada com os valores da sociedade que serve. O documento serve como um roteiro para um futuro onde a busca pelo conhecimento e a proteção do planeta não sejam objetivos concorrentes, mas sim esforços mutuamente reforçados.