Análise Emergética de Projetos Agrícolas e Agro-industriais

1. Análise Emergética de Projetos Agrícolas e Agro-industriais Enrique Ortega 1 & Paulo Beskow 2 (1) Unicamp (Campinas) (2) UFSCar (Araras) São Paulo, Brasil Oficina de trabalho Fórum Social Mundial Porto Alegre, RS, 3 de fevereiro de 2002.

2. Introdução • O atual modelo de desenvolvimento vive ao mesmo tempo seu apogeu e a sua maior crise. Considera-se que nas décadas seguintes terá que ser substituído. • Cabe aos grupos interessados da sociedade global estudar e propor as alternativas ao modelo atual. • Na elaboração de alternativas precisamos usar ferramentas apropriadas que incorporem os paradigmas da nova visão científica.

3. Introdução • Para fazer uma nova contabilidade de sistemas de produção, de regiões e países, do intercâmbio internacional sugere-se o uso daanálise emergética, que usa a visão sistêmica e permite a valoração dos recursos usados em termos de sua energia agregada (“emergia”). • Esta metodologia tem como base os trabalhos desenvolvidos pelo professor Howard T. Odum da Universidade da Flórida desde 1967.

4. Tendências globais In 1980, foi apresentado ao Presidente dos EUA o relatório Global 2000, um estudo sobre as perspectivas dos recursos naturais, a economia, a demografia da Terra. Foram vendidas 1.5 milhões de copias em 8 idiomas! O estudo foi atualizado em 1998 e disponibilizado na Internet sob o título: Global 2000 Revisited: What Shall We Do? Os autores (Barney, Blewett & Barney) obtiveram novos dados e colocam a todos o desafio de atender com prioridade as questões criticas do século 21. http://www.millenniuminstitute.net/http://www.millenniuminstitute.net/publications/G2R.pdf

5. População humana Evolução desde 1600 e projeção até 2100 do número total de seres humanos na Terra, cujas necessidades devem ser satisfeitas, assumindo que as taxas correntes de fertilidade e mortalidade permaneçam constantes. Extraído de Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues. Fontes do estudo acima citado: United Nations. 1992. Long-Range World Population Projections: Two Centuries of Population Growth, 1950-2150. New York: United Nations. p. 28; McEvedy, C. and Jones, R. 1978. Atlasof World Population History, Middlesex, England: Viking Penguin. p. 342-51

6. Área agrícola disponível versus área agrícola necessária Para alimentar uma pessoa é necessário em média 0,26 ha, às taxas correntes da produtividade do solo (rendimento físico por área). A combinação de vários fatores pode retardar o cruzamento das curvas deste gráfico: 1) redução das taxas de crescimento; 2) preservação das terras aráveis;3) aumento da produtividade da terra; e 4) modificação dos padrões de consumo das populações mais ricas. Extraído de: Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

7. Área agrícola e padrões de consumo alimentar. Quantidade de área agrícola necessária sob duas hipóteses: que todos tenham o padrão da dieta alimentar dos países mais ricos - dieta do Norte que todos tenham o dos países mais pobres - dieta do Sul. Extraído de Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

8. Área agrícola e padrões de consumo alimentar. Conclusões. • Do gráfico anterior se extraem duas conclusões: • A impossibilidade de adotar mundialmente o modelo de consumo dos países centrais, e • Mesmo que o Norte adote o padrão do Sul, o aumento exponencial da população mundial atingirá a capacidade de produção agrícola da Terra, e isso não demorará muitos anos. Extraído de Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

9. Acréscimo/decréscimo da variação anual da população mundial total O ponto máximo corresponde a um incremento anual de 100 milhões, que ocorrerá nesta década, depois a taxa anual decairá fortemente. Fontes do estudo acima citado: United Nations. 1990. World Population Projections. New York. P. 21: United Nations. 1992. Long-Range World Population Projections. New York: United Nations. P. 14; McEvedy, C.; & Jones, R. 1980. Atlas of World Population History. Middlesex, England: Viking Penguin. p. 342. Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

10. Para conseguir um menor acréscimo da população • Requerem-se as seguintes mudanças: • Novas leis para regulamentar o trabalho infantil; • Novos padrões culturais (tradições e crenças religiosas); • Novas formas de financiar a educação • Novas formas de financiar a saúde; • Novo status social das mulheres; • Modificar o papel social e familiar dos homens; • Aumentar os serviços de planejamento familiar • Criar uma nova imagem de sociedade global. Extraído de Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

11. Existência de um limite na área disponível para alimentar a população humana Mais de 3 bilhões de hectares de terra arável são necessários para alimentar 12 bilhões de pessoas. Este espaço existe, porém é ocupado por espécies animais ameaçadas de extinção e também é o habitat de variedades selvagens de plantas de interesse econômico. Em função disto, o custo ecológico e econômico é proibitivo. São necessários então esforços para preservar a terra arável e manter ou aumentar os rendimentos agrícolas usando tecnologias não agressivas ao ambiente e à população. Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

12. A perda da biodiversidade é importante por várias razões:Apenas 150 variedades de plantas agrícolas alimentares são usadas hoje em dia extensivamente.O arroz, o trigo e o milho proporcionam 50% da energia requerida pela população humana. Espécies remanescentes e extinção líquida por dia Fontes do estudo acima citado: Raven, P. H. 1987. "We're Killing Our World: The Global Ecosystem in Crisis." Occasional Paper. Chicago: Mac Arthur Foundation. Raven, P.H. 1993. Extraído de Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

13. Espécies remanescentes e extinção líquida por dia Ao longo da história humana, foram usadas apenas 5000 espécies de todas as variedades de plantas. Entretanto, existem dezenas de milhares de plantas que poderiam fornecer alimentos, fibras, medicamentos, óleos industriais se as suas propriedades forem pesquisadas, as espécies preservadas e adaptadas para cultivo. Extraído de Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

14. Tendência no consumo de energia na produção de milho nos EUA de 1700 a 1983 Ao redor de 1900 começou a mecanização e o uso na agricultura de petróleo. Desde então as medidas adotadas na agricultura para aumentar a produtividade foram atreladas a um maior uso dos derivados do petróleo - adubos químicos sintéticos e agrotóxicos. Como os depósitos mundiais de petróleo diminuem é indispensável pensar em tecnologias agroindustriais que poupem essa energia. Extraído de Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

15. Por quanto tempo ainda teremos petróleo? O petróleo move a civilização atual. A natureza levou, no mínimo, 100 milhões de anos para produzir os estoques a ser usados em apenas 100 anos, de 1925 a 2025. O custo de extração aumenta e a energia líquida se reduz. O estilo de desenvolvimento industrial predominante consiste na substituição de trabalho biológico e humano por petróleo: um galão de gasolina proporciona energia equivalente a 2,5 semanas de trabalho humano. Extraído de Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

16. Aumento do preço do petróleo Até 1973 o preço médio do petróleo era 10 dólares/barril, durante o embargo duplicou e, em 1979, por pressão da OPEP, quadruplicou. Desde então os preços têm declinado devido a: (a) medidas para conservação de energia; (b) queda do crescimento da economia mundial; (c) aumento da produção da União Soviética e Mar do Norte; (d) ações de controle político e militar dos países do Oriente Médio. Preços internacionais do petróleo cru importado pelos EUA desde 1860 (início da venda comercial), até o presente e projeção para o período de 1990 a 2010 Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

17. Maior concentração do bióxido de carbono. Como resultado do aumento das emissões dos gases com efeito estufa (principalmente CO2) tem ocorrido o aquecimento da Biosfera. Até 2100 a previsão é que a temperatura do planeta suba 2,5 Celsius. Os efeitos poderão ser semelhantes aos ocorridos 10.000 anos atrás no final da última Era Glacial: (a) aumento do nível do mar e inundação das áreas costeiras baixas;(b) migração de um terço da população mundial ; (c) extinção de ecossistemas de alta produtividade. Estratificação em três zonas - de precaução, de perigo e de perigo extremo Extraído de Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

18. Temperatura da Biosfera Há 500 milhões de anos a temperatura média, a umidade e a concentração de oxigênio e CO2 na atmosfera se mantêm praticamente constantes, graças ao sistema de controle termodinâmico da Terra. Ao romper este equilíbrio a temperatura pode aumentar com conseqüências altamente danosas aos ecossistemas. Extraído de Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

19. Embora não existam dados sobre as concentrações de ozônio da Baía de Halley anteriores a 1957, muitos cientistas consideram que as concentrações bastante constantes no período de 1957 a 1970 provavelmente se estendem para a época passada, como o gráfico mostra. Em virtude da redução da camada de ozônio, ocorre um aumento das radiação ultravioleta com efeitos danosos sobre a saúde dos seres vivos. Ozônio Global Environmental Monitoring System. 1987. The Ozone Layer. Nairobi: UNEP, p. 23; Bowman, K. P. 1988. "Global Trends in Total Ozone." Science. 1 January 1988. Pp. 48-50. Watson, R. T. e Albritton, D. C. Scientific Assessment of Ozone Depletion: 1991. Geneva: World Meteorological Organization, p. ES-v. Global Exchange 2000Revisited: The Critical Issues.

20. Antecedentes Toda a discussão anterior nos obriga a rever a ciência e a tecnologia que usamos, no sentido de visualizar os sistemas produtivos dentro da Biosfera e considerar todos os fluxos que beneficiam os empreendimentos humanos e seus impactos sociais e ambientais. Dai a importância da metodologia de análise emergética de projetos agrícolas e agroindustriais.

21. Etapas da análise emergética • Descrição, por escrito, do ecossistema. • Elaboração do diagrama de fluxos de energia: • Identificação dos valores dos fluxos de entrada provenientes da natureza e das atividades humanas. • Identificação dos os fluxos de saída. • Identificação das interações dentro do sistema. • Elaboração da tabela de valores dos fluxos de entrada e saída e cálculo das emergias. • Diagnóstico a partir dos índices emergéticos.

22. O sistema

23. Contribuições da natureza • Recursos naturais renováveis e não renováveis

24. O aporte da economia • Materiais e serviços, pressões externas a favor ou contra)

25. Os produtos do sistema • Produtos, serviços, perdas, informação

26. Interações dentro do sistema • Fixação de energia, beneficiamento e aproveitamento local

27. A visão completa • Natureza + Economia = Produto + Calor

28. Diagrama resumido • Y = (R + N) + (M + S) = I + F

29. Tabela de fluxos de energia: a Natureza • I = R + N = Contribuições da natureza.

30. Tabela de fluxos de energia: a Economia • F = M + S Contribuição das atividades humanas.

31. Tabela de fluxos de energia: O produto (E) • Saídas

32. Tabela de fluxos de emergia: I = R + N • Emergia = Energia x Transformidade

33. Tabela de emergia: F = M + S Emergia = Energia x Transformidade

34. Índices emergéticos: Transformidade O primeiro índice é a transformidade ou valor inverso da eficiência sistêmica. Este valor avalia a qualidade do fluxo de um energia e nos permite compara-lho com as outras formas de energia e outros sistemas. A transformidade solar (solar transformity) do recurso gerado por um sistema é obtida dividindo a emergia requerida entre a energia do produto ou serviço. Tr = Y/E = (Emergia/Energia) = sej/J. O conhecimento do valor da transformidade nos permite converter fluxos de energia em fluxos de emergia: Energia/tempo * (Emergia/Energia) = Emergia/tempo

35. Índices emergéticos: Rendimento líquido Para conhecer o benefício líquido, calcula-se a razão de rendimento emergético líquido (net emergy yield ratio) que é obtida dividindo a emergia do produto pela emergia das entradas que provém da economia. EYR = Y/F Esta proporção indica se o processo pode competir com outros no fornecimento de energia primaria para a economia (conjunto de consumidores - transformadores). Nos últimos anos, a razão Y/F para os combustíveis fósseis (fontes muito competitivas) era da ordem de 6 por 1 ou maior. Conclui-se então que os processos, que rendam menos que isso, não compensam serem utilizados como fontes de emergia primária.

36. Índices emergéticos: Razão de Investimento Para prever se o uso de recursos da economia em um projeto terá uma boa contrapartida de recursos naturais, calcula-se a razão de investimento de emergia (emergy investment ratio) EIR = F/I Indica quão econômico é o processo ao usar os investimentos. Para ser econômico, o processo deve ter um valor de (F/I) similar à de outras atividades da região. Se ele exige-se mais da economia que as outras alternativas terá menos chances de subsistir. Se demanda pouco da economia, a razão F/I será menor e, portanto, seus custos serão menores, o que lhe dá condições de competir, prosperar no mercado e aumentar sua inversão.

37. Índices emergéticos: Renovabilidade Renovabilidade: se for possível fazer uma análise completa de um sistema que produz um bem ou um serviço, pode-se calcular a sustentabilidade. Empregamos para isso, a razão entre a emergia dos recursos renováveis e a emergia total usada (renewability). %R = (R / Y) * 100 As nações desenvolvidas possuem renovabilidades muito baixas e os subdesenvolvidos altas. Devido ao comercio injusto ocorre uma transferência da riqueza ambiental (sustentabilidade real) das nações pouco industrializadas aos países compradores das matérias-primas.

38. Índices emergéticos: Razão de Intercâmbio A razão de intercâmbio de emergia (emergy exchange ratio), o EER, é a proporção de emergia recebida em relação com a emergia entregada em uma transação comercial. EER = Y / [produção* preço * (emergia/US$)] As matérias-primas, tais como minerais e os produtos rurais provenientes da agricultura, pesca e silvicultura, tendem a ter um valor alto de EER, quando são comprados a preço de mercado. O dinheiro somente paga os serviços humanos e não o extenso trabalho realizado pela natureza, que contribui na obtenção destes produtos.

39. Índices emergéticos: Carga ambiental Para estimar o impacto sobre a ambiente calcula-se a razão de carga ambiental (environmental loading ratio) ELR = (N + F)/R A razão entre não renováveis e renováveis indica quão grande é o impacto produzido no meio ao usar os investimentos.

40. O diagnóstico emergético • Somatórias das contribuições da natureza • Somatórias dos insumos da economia. • Razões emergéticas. • Índices sociais.

41. Vida real • Dada a importância da soja para o Brasil foram estudadas três alternativas de produção (a) orgânica; (b) agroquímica convencional e (c) plantio direto com herbicidas (com e sem sementes transgênicas). • O último relatório está disponível na Internet:www.unicamp.br/fea/ortega/

42. Outras informações • Também estudamos a produção de etanol e eletricidade em usinas de tamanho médio e diversificadas com emprego de mão-de-obra mais qualificada. • Colocamos um manual para cálculo emergético de sistemas agrícolas na Internet. • Durante o mês de fevereiro é oferecido um curso de extensão.

43. Próximas etapas • Este ano será lançado um livro com exemplos de cálculo. • Considera-se de suma importância o uso da metodologia no planejamento de bacias hidrográficas em conjunto com outras técnicas valiosas: Sistemas de informação geo-referenciada (GIS), Planejamento participativo, Políticas públicas, Agenda 21.