A previsão do tempo para daqui a três horas tem grandes chances de estar correta. Já a previsão para a semana que vem raramente se confirma. A diferença não está na qualidade dos equipamentos nem na quantidade de dados, mas em características da própria atmosfera, que sofre influência de muitas variáveis. Essa sensibilidade está no centro da teoria do caos.

Dela nasceu a metáfora que atravessou os muros da academia e chegou ao cinema, à literatura e às conversas cotidianas: a ideia de que o bater de asas de uma borboleta em um lugar pode desencadear um tornado em outro. O efeito borboleta é hoje usado para explicar desde ecossistemas até decisões econômicas – e, inclusive, para pensar em como escolhas individuais podem gerar grandes efeitos no meio ambiente.

O que é a teoria do caos

Antes de tudo, é preciso separar a palavra da teoria. "Quando buscamos o significado de caos no dicionário, encontramos definições como estado de completa desordem, confusão generalizada, ausência total de regras", explica Kelly Cristiane Iarosz, física e professora do Centro de Ciências Naturais e Humanas da Universidade Federal do ABC (UFABC), onde pesquisa sistemas dinâmicos e complexos.

A teoria, porém, não trata de bagunça. É uma área da ciência dedicada a fenômenos que evoluem ao longo do tempo e nos quais vários elementos interagem simultaneamente. "Um fenômeno caótico segue regras. O problema é que, em determinadas situações, ele é tão sensível às condições iniciais que diferenças quase imperceptíveis podem se amplificar, tornando muito difícil prever o que exatamente vai acontecer", detalha a pesquisadora. É a chamada sensibilidade às condições iniciais.

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Para traduzir a ideia, Tiago Pereira, professor do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos e membro da Academia Brasileira de Ciências, recorre a uma analogia culinária. "Todo fenômeno físico tem uma regra, e a regra nada mais é do que uma receita", diz. As condições iniciais seriam os ingredientes, e a evolução do sistema, o preparo. "Quando a receita é preparada seguindo todas as medidas e etapas à risca, ela chegará no mesmo lugar. Só que qualquer errinho no meio do caminho vai deixar o bolo muito doce ou muito salgado. Isso é a teoria do caos", resume o matemático. "No começo, acreditava-se que esse tipo de regra não podia existir. Foram anos para perceber que a maioria das regras da natureza tem essa propriedade", conta Tiago.

A descrição pioneira desse comportamento veio da astronomia. No fim do século XIX, o francês Henri Poincaré (1854–1912) investigava se o Sistema Solar seria estável a longo prazo. Ao calcular a trajetória de um corpo minúsculo, como um asteroide, submetido à gravidade do Sol e de Júpiter ao mesmo tempo, encontrou órbitas que tomavam rumos radicalmente distintos quando ele mexia um pouco nos valores de partida. Os cálculos ocuparam os volumes de Les méthodes nouvelles de la Mécanique Céleste, publicados entre 1892 e 1899.

O que é o efeito borboleta

A expressão nasceu do trabalho de Edward Norton Lorenz (1917–2008), americano formado em matemática que atuava como meteorologista e pesquisava previsão climática no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). Ao repetir uma simulação de padrões climáticos, ele arredondou um dos valores de entrada e digitou 0,506 em vez de 0,506127. "Essa pequena alteração fez com que o programa dele produzisse uma simulação completamente diferente", conta Kelly. A descoberta virou um artigo publicado em 1963.

A borboleta só entrou em cena quase uma década depois. Em 1972, Lorenz apresentou o trabalho em um encontro da Associação Americana para o Avanço da Ciência, e coube ao meteorologista Philip Merilees, que organizava a sessão, sugerir o título da palestra: Previsibilidade: o bater de asas de uma borboleta no Brasil desencadeia um tornado no Texas?. A imagem pegou, e o termo "efeito borboleta" se firmou em 1987, com o livro Caos, do jornalista James Gleick. "A borboleta bate a asa, esse efeito vai crescendo, e gera um tufão em algum outro lugar", descreve Tiago.

Ao transformar os números de suas simulações em gráfico, Lorenz obteve duas figuras ovais interligadas que lembravam as asas de uma borboleta, hoje conhecidas como atrator de Lorenz. "Ele demonstra que dois pontos de partida próximos podem divergir rapidamente. Cada um forma uma asa da borboleta", explica Kelly.

A pesquisadora faz questão de reforçar que a frase não deve ser lida ao pé da letra, ou seja, nenhum experimento jamais ligou o voo de um inseto à formação de um tornado. "A ideia não é que uma borboleta provoque um furacão. É uma maneira de dizer que uma pequena alteração pode desencadear mudanças cada vez maiores à medida que o sistema evolui", diz.

Vale distinguir os dois conceitos, que costumam aparecer como sinônimos. "Não são dois fenômenos independentes, mas também não dá para dizer que um é resultado do outro. A teoria do caos é um campo mais amplo, enquanto o efeito borboleta é uma maneira simples e intuitiva de explicar uma de suas características fundamentais", pontua Kelly. A popularidade da imagem tem, para ela, uma explicação prática. "É muito mais fácil falar uma frase como a da borboleta do que explicar o conceito de sensibilidade às condições iniciais", observa.

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Como o efeito borboleta é percebido no dia a dia

O clima é o exemplo mais direto. Na atmosfera, elementos como temperatura, pressão, umidade, ventos e radiação solar interagem continuamente, e um desvio mínimo em qualquer desses fatores vai se acumulando a cada novo cálculo. "Para dias próximos conseguimos ter uma previsão bem confiável, mas quanto mais distantes vão se tornando esses dias, maior vai ficando a incerteza das respostas", diz Kelly.

Isso não torna a previsão inútil, apenas muda o tipo de resposta possível. "Às vezes é complicado dizer se vai chover ou não, mas dá para dizer que a chance de passar por um período seco é grande", exemplifica Tiago. As ferramentas da teoria do caos também são aplicadas a ecossistemas, populações animais e sinais biológicos, como os do eletrocardiograma.

Para Kelly, porém, a contribuição mais valiosa do campo é outra. "O difícil de prever não significa necessariamente aleatório. Às vezes existe uma estrutura, existem regras por trás daquele comportamento, mas a dinâmica é tão sensível e envolve tantas interações que não conseguimos determinar com precisão o que vai acontecer lá na frente", explica. Daí sua resistência à ideia de que a teoria serviria para prever o futuro. "Ela ajuda a entender padrões, identificar mudanças e reconhecer limites de previsibilidade."

Qual a relação do efeito borboleta com a sustentabilidade

Sustentabilidade é a capacidade de atender às necessidades do presente sem comprometer as possibilidades das próximas gerações. "Não existe só o hoje. As consequências do nosso hoje virão em um determinado futuro", diz Kelly.

A conexão com a teoria do caos se estabelece porque o meio ambiente é um sistema complexo. "Ele não funciona como uma coleção de peças isoladas. A água, o solo, as florestas, a atividade humana estão todas relacionadas e evoluem entre si. Uma alteração em uma dessas partes pode produzir consequência nas outras", explica.

Essa interdependência ajuda a entender um fenômeno observado em diferentes frentes ambientais. "Muitas mudanças ambientais acontecem de forma gradual, mas podem chegar a um ponto em que seus efeitos se tornam muito maiores e muito mais difíceis de reverter", alerta Kelly. É o que aparece na perda progressiva de biodiversidade e no avanço das mudanças climáticas.

Foi essa imagem que Elizabeth Gray, ex-diretora global de clima da The Nature Conservancy (TNC), usou em artigo publicado pela organização. Para ela, a possibilidade de pequenas ações provocarem resultados imprevisíveis é ao mesmo tempo inquietante e animadora, e vale também no sentido positivo. Medidas de conservação e restauração de florestas, campos e áreas alagadas geram efeitos em cadeia que vão além do clima, como novos empregos e ganhos de saúde pública. "O futuro da natureza é o nosso futuro", escreve.

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A professora da UFABC faz, porém, uma ressalva científica. "Não podemos dizer que todas as pequenas ações individuais necessariamente vão provocar uma grande transformação. Mas uma pequena ação, inserida em uma rede de relações, pode participar de uma sequência de acontecimentos e produzir consequências maiores", afirma.

A chave está na multiplicação e no acúmulo. Kelly propõe um exemplo cotidiano, o de alguém que decide reduzir o desperdício de água em casa. "Isoladamente, essa atitude pode parecer pequena. Mas quando uma pessoa influencia sua família, influencia outras pessoas. Quando essas práticas passam a ser incorporadas por escolas, empresas e absorvidas pela comunidade, temos uma mudança de comportamento que pode ganhar uma dimensão muito maior", descreve. O mesmo vale para separar os recicláveis ou escolher produtos de origem responsável.

Conclusão: um mundo de relações e interdependências

Nem tudo é previsível, mas isso não significa que tudo seja desordem — e é essa distinção que a teoria do caos oferece a quem pensa em sustentabilidade. "Muitas vezes existe uma lógica por trás da complexidade das coisas e a ciência procura descobrir essa lógica", diz Kelly.

Aplicada ao debate ambiental, a metáfora carrega uma mensagem menos imediata do que a leitura popular sugere. "A mensagem mais relevante é que vivemos em um mundo de relações e interdependências, no qual nossas ações fazem parte de redes maiores. A sustentabilidade também é uma questão de tempo, de conexão e de responsabilidade coletiva. O que fazemos hoje pode não produzir uma transformação visível de imediato, mas pode mudar os caminhos que estaremos construindo", explica a professora.

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