AVALIAÇÃO EMERGÉTICA Laboratório Engenharia Ecológica

SAYOKO NAKAJIMA DOUTORANDA LABORATÓRIO DE ENGENHARIA ECOLÓGICA E INFORMÁTICA APLICADA Departamento de Engenharia de Alimentos Faculdade de Engenharia de Alimentos

Apresentação do LEIA - Unicamp Introdução Avaliação Emergética Exemplos de Aplicações Perguntas e Obsevações

Apresentação do LEIA UNICAMP

LEIA Laboratório Engenharia Ecológica E Informática Aplicada Prof. Dr Enrique Ortega Equipe 1 Pós doutorando; 5 Doutorandos; 2 Mestrandos. 4 co- orientações de outras universidades Site: http://www.unicamp.br/fea/ortega/

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Introdução

Introdução ? Futuro

Introdução

Período de 500 milhões de anos -15 bilhões -10 bilhões -5 bilhões hoje Primeiros sistemas estelares Big-Bang Terra Período de 500 milhões de anos Extinção dos dinossauros: 65 milhões de anos atrás 10 milhões de anos 1 milhão de anos 100 000 anos 10 000 anos 1 000 anos . 200 anos Não dá para perceber o tempo humano! Autor: Ortega

Período de 5 milhões de anos 100 x Período de 5 milhões de anos 1 000 000 de anos atrás 100 000 anos Período de 500 milhões de anos hoje Autor: Ortega

Período de 500 milhões de anos 5000 x Período de 100 000 anos 10 000 anos A poupança energética da natureza produzida em 500 000 000 anos consumida em apenas 200 anos! 1 000 anos hoje Autor: Ortega

Introdução ? Futuro

Introdução = = AGRICULTURA PRODUTIVIDADE POPULAÇÃO BRASIL ANTES – 90 MILHÕES ( ANOS 70) AGORA – 190 MILHÕES (ANOS 2000) CRESCIMENTO POPULACIONAL = NECESSIDADE DE ALIMENTOs = NECESSIDADE DE ALIMENTOs AUMENTO DA PRODUTIVIDADE

INTRODUÇÃO CENÁRIO URBANO $

INTRODUÇÃO CENÁRIO URBANO $

Introdução AGRICULTURA

INTRODUÇÃO INSUMOS KG/ $ MANEJO H/H/ $ SEMENTE KG/ $ MÃO DE OBRA Para produzir 1 ha de alface INSUMOS KG/ $ MANEJO H/H/ $ SEMENTE KG/ $ MÃO DE OBRA H/H/ $

Introdução Para produzir 1 ha de alface MAIS O QUÊ SÃO NECESSÁRIOS? SERVIÇOS DA NATUREZA: SOL VENTO CHUVA

? Introdução Para produzir 1 ha de alface COMO FAZER A CONTABILIDADE DESSES ITENS? SERVIÇOS DA NATUREZA: SOL VENTO CHUVA

Avaliação Emergética

EMERGY = EMbodied enERGY Avaliação Emergética EMERGY = EMbodied enERGY “Emergia é a energia disponível de um tipo que foi previamente utilizada direta e indiretamente para fazer um serviço ou produto.” Odum (1996)

Avaliação Emergética Porque necessitamos do conceito de Emergia Na economia convencional, o preço de um produto se calcula somando as despesas com insumos e serviços, mais a margem de lucro desejada. Preço = Custo dos insumos e serviços + Lucro

Avaliação Emergética O preço na economia desconsidera: A contribuição da natureza na produção de recursos; A absorção do impacto ambiental; Os custos do tratamento médico (doenças provocadas pelo uso de substâncias tóxicas) Os custos de tratamento de resíduo sólidos, efluentes líquidos e emissões gasosas;

Contribuição da natureza Avaliação Emergética Contribuição da natureza Serviços Adicionais Valor + Lucro = + Custos +

Avaliação Emergética AVALIAÇÃO EMERGÉTICA É uma forma de contabilidade ambiental que considera os fluxos de energia de um sistema, ou seja, a quantidade de energia previamente utilizada, direta ou indiretamente em determinados processos, expressas em uma única base. Toda energia é calculada em termos de Joules de energia solar equivalente (seJ) ou emJoule (Odum, 1996 e Brown & Ulgiati, 2004)

Avaliação Emergética AVALIAÇÃO EMERGÉTICA Para realizar a avaliação emergética é necessário seguir algum passos: 1 – Elaborar diagrama do sistema 2 - Elaborar tabela emergética 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos:

Avaliação Emergética 1 – Elaborar diagrama do sistema O Professor Haward T. Odum da Universidade da Flórida desenvolveu uma linguagem de sistemas em forma de diagramas onde são mostrados as interaçoes das forças, e estoques naturais . Como toda linguagem ela tem símbolos e os agrupa de maneira a expressar o sentido do mundo que nos rodeia. Seguem os símbolo utilizados:

Avaliação Emergética Caminho Energético: Fluxo de energia ou materiais. Fonte de Energia: Energia existente nos recursos usados pelo ecossistema, como o sol, o vento, a chuva, as mares, as ondas nas praias, as sementes trazidas pelo vento e as aves. Depósito: E um lugar onde se armazena um recurso: biomassa florestal, solo, materia organica, agua subterranea, areia, nutrientes, etc. Sumidouro de Calor: Energia dispersa em um processo que não pode mais ser utilizada, como a agua evaporada durante a fotossintese, o calor do metabolismo animal, etc.

Avaliação Emergética Interação: Processo que combina diferentes tipos de energias e materiais para produzir um recurso diferente. Produtor: Unidade que produz biomassa a partir de energia e materiais basicos, como as plantas das lavouras, arvores, os sitios e as fazendas. Consumidor: Unidade que utiliza os produtos fabricados pelos produtores; como insetos, microorganismos, gado, seres humanos e cidades. Transação: Intercambio de dinheiro por energia, materiais ou servicos prestados.

Avaliação Emergética Interruptores: Dispositivo que dispara um processo que estava inativo. Esse processo inicia e termina logo, como um incendio ou a polinizacao das flores. Caixa: Simbolo para definir os limites de um sistema, ou de um subsistema, etc.

Avaliação Emergética 1 – Elaborar diagrama do sistema A primeira etapa é a construção de um diagrama Onde são colocados dentro do sistema a produção e fora dele as fontes de recursos de energia vindos da natureza e da economia.

Avaliação Emergética 1 – Elaborar diagrama do sistema Ortega et al.(2002) AS fontes de recursos da economia pode ser dividivas e renováveis e não renováveis seguindo a sugestão de Ortega et al.

I=recursos da Natureza Avaliação Emergética 1 – Elaborar diagrama do sistema F=Recursos da economia I=recursos da Natureza

Avaliação Emergética 2 - Elaborar tabela emergética A metodologia emergética coloca todas as entradas do sistema (energias, materiais, moeda, informação) em termos de energia solar equivalente (emergia solar).

Avaliação Emergética 2 - Elaborar tabela emergética Coluna 1. Lista de entrada de insumos Coluna 2. Nome de cada fluxo de entrada Coluna 3. Valores de entrada de fluxo Coluna 4. Unidades Coluna 5. Fração renovável Coluna 6. Intensidade Emergética ( fator de conversão para cada fluxo) Coluna 7. Fluxo de emergia. O Segundo passo é a montagem da tabela onde são descritos todas os fluxos de entrada de energia e seus da seguinte forma : Colocando na coluna 1 ........

Avaliação Emergética 2 - Elaborar tabela emergética Coluna 1. Lista de entrada de insumos Coluna 2. Nome de cada fluxo de entrada Coluna 3. Valores de entrada de fluxo Coluna 4. Unidades Coluna 5. Fração renovável Coluna 6. Intensidade Emergética ( fator de conversão para cada fluxo) Coluna 7. Fluxo de emergia.

Avaliação Emergética 2 - Elaborar tabela emergética Coluna 1. Lista de entrada de insumos Coluna 2. Nome de cada fluxo de entrada Coluna 3. Valores de entrada de fluxo Coluna 4. Unidades Coluna 5. Fração renovável Coluna 6. Intensidade Emergética ( fator de conversão para cada fluxo) Coluna 7. Fluxo de emergia.

Avaliação Emergética 2 - Elaborar tabela emergética Coluna 4. Unidades Coluna 1. Lista de entrada de insumos Coluna 2. Nome de cada fluxo de entrada Coluna 3. Valores de entrada de fluxo Coluna 4. Unidades Coluna 5. Fração renovável Coluna 6. Intensidade Emergética ( fator de conversão para cada fluxo) Coluna 7. Fluxo de emergia.

Avaliação Emergética 2 - Elaborar tabela emergética Coluna 1. Lista de entrada de insumos Coluna 2. Nome de cada fluxo de entrada Coluna 3. Valores de entrada de fluxo Coluna 4. Unidades Coluna 5. Fração renovável Coluna 6. Intensidade Emergética ( fator de conversão para cada fluxo) Coluna 7. Fluxo de emergia.

Avaliação Emergética 2 - Elaborar tabela emergética Coluna 1. Lista de entrada de insumos Coluna 2. Nome de cada fluxo de entrada Coluna 3. Valores de entrada de fluxo Coluna 4. Unidades Coluna 5. Fração renovável Coluna 6. Intensidade Emergética ( fator de conversão para cada fluxo) Coluna 7. Fluxo de emergia.

Avaliação Emergética 2 - Elaborar tabela emergética Coluna 1. Lista de entrada de insumos Coluna 2. Nome de cada fluxo de entrada Coluna 3. Valores de entrada de fluxo Coluna 4. Unidades Coluna 5. Fração renovável Coluna 6. Intensidade Emergética (fator de conversão para cada fluxo) Coluna 7. Fluxo de emergia.

Avaliação Emergética 2 – Elaborar tabela emergética - Considerando todas as entradas de energia teremos a Emergia total (YT). Assim teremos então os fluxos agregados com a soma dos recursos da natureza I e da economia F nos dando a EMERGIA TOTAL

Avaliação Emergética 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos: Relaciona os fluxos emergéticos da economia com os do ambiente natural para predizer a viabilidade econômica e a capacidade de suporte do sistema. 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos:

Avaliação Emergética 2 - Elaborar tabela emergética Composto Organico Combustível Mão de Obra Impostos Sol Vento Chuva Solo Produto Produção O terceiro passo é cálculo dos indicadores E há também o cálculo dos indicadores emergéticos para uma região que será apresentado do próximo item.

Avaliação Emergética 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos: Transformidades – Avalia eficiência do sistema e em sistemas diferentes, as menores transformidades indicam melhores eficiência : Tr = YT EP Onde: YT = emergia total EP = Energia produzida pelo sistema O terceiro passo é cálculo dos indicadores E há também o cálculo dos indicadores emergéticos para uma região que será apresentado do próximo item.

Avaliação Emergética 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos: Renovabilidade: Ou grau de sustentabilidade R% =100(R+MR+SR/Y) O terceiro passo é cálculo dos indicadores E há também o cálculo dos indicadores emergéticos para uma região que será apresentado do próximo item.

Avaliação Emergética 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos: EYR – Taxa rendimento emergético – É a relação entre a emergia total pela emergia dos recursos provindos da economia. EYR = (R+N+F)/F Ou EYR = YT (MN+SN) O terceiro passo é cálculo dos indicadores E há também o cálculo dos indicadores emergéticos para uma região que será apresentado do próximo item.

Avaliação Emergética 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos: EIR – Taxa de Investimento emergético - Avalia se o sistema utiliza emergia investida de maneira eficiente quando comparado a alternativas que utilizam o mesmo recurso. EIR = F/I Ou EIR = MN+SN (R+N+MR+SR) O terceiro passo é cálculo dos indicadores E há também o cálculo dos indicadores emergéticos para uma região que será apresentado do próximo item.

Avaliação Emergética 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos: ELR – Taxa de carga Ambiental É a pressão que o sistema exerce sobre o meio ambiente. Sendo abaixo de 2 baixa pressão, de 2 a 10 pressão moderada e acim de 10 indicam que oe sistemas causam grandes pressões. ELR = (N + F)/R Ou ELR = (N+MN+SN) (R+MR+SR) O terceiro passo é cálculo dos indicadores E há também o cálculo dos indicadores emergéticos para uma região que será apresentado do próximo item.

Avaliação Emergética 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos: EER – Taxa de Intercambio Emergético: O valor mais justo é igual a 1, sendo menos que , o produtor possui vantagem sobre o comprador ; se igual a 1 toda emergia. EER = YT US$ x seJ/US$ Onde: US$=Valor recebido produto seJ/US$ = emdolar O terceiro passo é cálculo dos indicadores E há também o cálculo dos indicadores emergéticos para uma região que será apresentado do próximo item.

Combustível e Minerais Avaliação Emergética AVALIAÇÃO EMERGÉTICA DO MUNICÍPIO Método de Odum (1996) para análise emergética de nações ou regiões geográficas. Sol Chuva vento Combustível e Minerais Produtos Serviços Mercados $ Solo e Madeira Combustível e Minerais Renováveis Rurais X I R N0 N1 F(I) G(I) N2 F(e) G(e) P1E P2I E Será utlizado para este estudo a adaptação da análise emergética das naçoes descrita por odum em 1996.

Combustível e Minerais Avaliação Emergética Combustível e Minerais Bens Serviços F(I) G(I) P2I I Mercados $ Combustível e Minerais N1 E N2 Solo e Madeira N0 X P1E Elaborando um diagrama de uma região, contendo os produtores internos e os estouqes naturais e de combustível fossil e minerais, e as fontes externas vindo da natureza e da economia. Os fluxos serão……. F(e) G(e) Sol Chuva vento R Renováveis Rurais

Avaliação Emergética 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos: Finalmente, usando os resultados das tabelas da avaliação emergética e os indicadores derivados, é possível gerar propostas as opções para diretrizes públicas. 3 – Cálculo dos Indicadores emergéticos:

Início da Recuperação da Sustentabilidade Projetos municipais inovadores e sustentáveis Biodigestores Início da Recuperação da Sustentabilidade Produção de biodiesel Produção integrada O resultado que esperamos é que o diagnóstico seja capaz de dos dar subsídios para elabaoração de projetos para municípios. Essa ações proposta se tornariam inovadoras quando interligadas e integrada entre si para dar início a recuperação da sustentabilidade do município. Educação Ecológica Compostagem de Resíduos

Exemplos de Aplicações

Exemplos de Aplicações

Exemplos de Aplicações

Exemplos de Aplicações

Exemplos de Aplicações

Exemplos de Aplicações

Exemplos de Aplicações

Exemplos de Aplicações

Exemplos de Aplicações Tabela : Fluxos agregados de Emergia seJ/J x 1E+13 .

Exemplos de Aplicações

Exemplos de Aplicações

Exemplos de Aplicações Conclusões Iniciais Foi possível concluir que somente a substituição de fertilizantes e pesticidas químicos por insumos orgânicos não é suficiente para melhorar a performance ambiental. Para melhorar a renovabilidade de um sistema produtivo é necessário utilizar menos os recursos da economia e do que os da natureza . Para que horticultura seja sustentável e ter contribuição positiva ao meio ambiente é necessário discutir e promover políticas públicas que possam suportar as produções orgânicas de forma a torná-las mais viáveis.

? Futuro

“A cada dia a natureza produz o suficiente para nossa carência “A cada dia a natureza produz o suficiente para nossa carência. Se cada um tomasse o que lhe fosse necessário, não haveria pobreza no mundo e ninguém morreria de fome.” Mahatma Gandhi Obrigada!!

Perguntas e Obsevações