ESTUDO DA SUSTENTABILIDADE ATRAVÉS DE ÍNDICES EMERGÉTICOS EM DOIS SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE TRIGO
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WAURECK, A.; 2EURICH, J.; 3WEIRICH NETO, P.H.; 3ROCHA, C.H. lama1@uepg.br
INTRODUÇÃO
O Brasil, considerado por muitos o celeiro do mundo, tem grande parte do seu PIB baseado em atividades agrícolas. Mesmo tendo tal fato baseado nas culturas de cereais, ainda existem gargalos, uma destes a cultura do Trigo (Triticum aestivum L.), tem grande parte de sua produção, 90%, na região sul do País, porém ainda importa grande quantidade (EMBRAPA, 2009).
O Trigo é pertencente a família das Poaceae, sendo uma cultura de ciclo anual, é consumido em diferentes formas como pães, massas alimentícias, bolos e biscoitos. Sendo utilizado também como ração animal, quando não atinge a qualidade exigida para consumo humano (EMBRAPA, 2009).
Atualmente, um grande desafio para o agricultor-produtor de alimentos é entender que não basta apenas produzir. É necessário considerar toda a cadeia que leva o produto ao consumidor (ALMEIDA et al, 2004).
No processo de modernização da agricultura brasileira iniciada no final da década de 50 onde as políticas de modernização seguiram a mesma lógica dos países industrializados, nem de longe havia preocupação com a sustentabilidade do processo (MENEGETTI s/d). Essa modernização está vinculada a diversos fatores, dentre eles a intensificação de produtos obtidos com alto valor energético. Geralmente, o aumento da produtividade incrementa o dispêndio de energia (SANTOS; REIS, 1995).
A agricultura é uma técnica que causa interferência na natureza, um exemplo é o revolvimento do solo que já vem sendo utilizado há alguns anos, porém já se sabe
que o menor revolvimento do solo, como o plantio direto, pode levar a melhores rendimentos além da conservação de solo e água. Além de exemplos de técnicas mais sustentáveis podem-se considerar também modelos de exploração, um exemplo seria a agricultura familiar, neste caso na maioria das vezes pouco sustentável economicamente.
Nessas propriedades o ideal seriam fontes diversificadas para obtenção de renda. Essa diversificação possibilita que um produto possa ser utilizado em outros setores de produção, reduzindo assim a utilização de insumos externos e resultando em “reciclagem” de material, tornando esse processo mais sustentável.
O termo Sustentabilidade, oficialmente foi introduzido no encontro internacional
The Word Conservatio Strategy (IUNC et al., 1980 citado por SICHE et al., 2007). A
partir desta data, esse conceito passou a ser empregado com maior frequência. O termo desenvolvimento sustentável foi explicado pela primeira vez dentro de um estudo realizado pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente das Nações Unidas, também conhecido como relatório de Brundtland, o qual trás a seguinte definição: “é o desenvolvimento que satisfaz as necessidades atuais sem comprometer a habilidade das futuras gerações em satisfazer suas necessidades (WECD, 1987)”.
O tema Sustentabilidade ganhou maior enfoque durante a Conferência Mundial das Nações Unidas sobre Desenvolvimento e Meio Ambiente, realizada no Rio de Janeiro, em 1992 – a Eco 92. Sabe-se que a sustentabilidade somente será possível se os paradigmas da atividade humana forem reestudados (ORTEGA, 2003). Em mesma lógica de ação, na Eco 92 houve a elaboração e aprovação da agenda 21, documento este que reúne uma série de discussões e debates sobre o meio ambiente e sua relação com o desenvolvimento sustentável. (UNITED NATIONS, 1992).
Surgiu assim a idéia de se adotarem e desenvolverem indicadores mais concretos de se avaliar a sustentabilidade, conforme capítulo 40 da agenda 21:
“ Os indicadores comumente utilizados, como o produto nacional
bruto (PNB) ou as medições das correntes individuais de contaminação ou de recursos, não dão indicações entre diversos parâmetros setoriais do meio ambiente e o desenvolvimento são imperfeitos ou se aplicam deficientemente. É preciso elaborar indicadores de desenvolvimento sustentável que sirvam de base sólida para adotar decisões em todos os níveis, e que contribuam a uma sustentabilidade auto-regulada dos sistemas integrados do meio ambiente e o desenvolvimento” (UNITED NATIONS, 1992).
Os chamados Indicadores de Desempenho Emergético ou EMPIs (Emergy
Performance Index), consideram o sistema econômico como um sistema
termodinâmico aberto e contabilizam os fluxos dos recursos da economia em unidade de energia agregada.
A Teoria Geral de Sistemas, estabelecida por Von Bertalanffy (1968) citado por Ortega (2003), é que permitiu a Odum (1996) desenvolver e aplicar a Análise Emergética nas questões relativas à sustentabilidade dos ecossistemas. A emergia é definida como toda a energia disponível usada no trabalho de fabricação de um determinado produto, expresso em unidade de um tipo de energia, sendo a sua unidade geral definida como emjoule (sej). De posse dos dados emergéticos torna-se possível o calculo da transformidade, torna-sendo que quanto maior o número de transformações de energia que contribuem para a formação de um produto, ou processo, mais alta a sua transformidade.
OBJETIVOS
Calcular os índices de Sustentabilidade através da metodologia eMergética de diferentes sistemas de produção de trigo.
METODOLOGIA
Para o presente estudo utilizou-se os resultados médios de produção de trigo em sistema agroecológico ( Agroec.) e em sistema convencional.
Como sistema convencional de produção, utilizaram-se dados do Institudo FNP/Embrapa/Conab elaborados na safra de 2008 para o Estado do Paraná (FNP, 2009). Já para o Trigo Agroecológico, os dados foram fornecidos por agricultores da região dos Campos Gerais - PR, e alguns dados próprios de pesquisas anteriores. A descrição dos dois sistemas fica clara na tabela 2.
A partir dos dados coletados tornou-se possível analisar e discutir os resultados da dimensão sustentável e da dimensão social do sistema utilizando a metodologia eMergética.
METODOLOGIA EMERGÉTICA
Os valores de transformidade para os cálculos eMergéticos foram obtidos através de referências de outros pesquisadores, no caso da transformidade de eMdolar, utilizou-se a equação proposta por Agostinho (2005):
Os valores de dólar foram tabulados em média para o mesmo período em que se obtiveram os dados de custos (agosto de 2008).
Como avaliação eMergética dos dados coletados obteve-se os seguintes índices, de acordo com a Tabela1.
Tabela 1- Índices e equações básicas de avaliação eMergética
(1)
quantidade de energia de um determinado tipo necessária para gerar a unidade de energia de outro tipo, ou seja, transformidade é a eMergia por unidade de energia (SINISGALLI, 2006)
(2)
é o percentual de energia renovável, isto é parcela de emergia total processada de um determinado sistema que provém de fontes de recursos renováveis (BARRELA et. al, 2005)
(3) Este índice reflete a habilidade do processo de utilizar recursos locais (ULGIATI e BROWN, 2002), mas não diferencia recursos renováveis de não-renováveis.
(4) o investimento emergético é a relação entre a emergia fornecida pelo sistema econômico e a fornecida diretamente pelo meio ambiente ao sistema estudado, quer seja renovável ou não-renovável (BARRELA et. al, 2005)
(5) relação entre a soma da emergia de entrada proveniente do sistema econômico e do recurso local não-renovável e a emergia do recurso local renovável, onde um valor alto de ELR pode indicar um estresse de utilização dos recursos renováveis locais (BARRELA et. al, 2005)
Índice Equação
Transformidade (Tr)(1) Tr = I+F/energia do produto Renovabilidade (%R)(2) %R = (R x 100)/ R+N+F Razão de Rendimento Emergético
líquido (EYR)(3) EYR = (Y/F), sendo Y = R+N+F Razão de investimento de
Emergia (EIR)(4)
EIR = F/ (N+R)
Carga Ambiental (ELR)(5) ELR = (N+F)/R
Razão de Intercâmbio de Emergia (EER)(6)
EER = Y/($ recebido x (seJ/$))
(6)
é a emergia do produto final dividida pelo valor em emergia do pagamento recebido pela venda deste produto (SARCINELLI & ORTEGA, 2006)
(7) O índice de sustentabilidade é obtido da relação entre o rendimento emergético e o índice de carga ambiental, o conceito de sustentabilidade está atrelado à maximização de EYR (rendimento) e a minimização de ELR (impacto), ou seja, o máximo do aproveitamento do investimento com um mínimo de estresse dos recursos locais (BARRELA et. al, 2005)
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A avaliação eMergética calculada dos dois sistemas de produção é demonstra na Tabela 2.
Observa-se que o valor de transformidade do Trigo no sistema convencional foi de 63.081,2 sej/J e no Trigo Agroecológico foi de 134.813,9 sej/J, pode-se observar que o valor de transformidade do Trigo Agroecológico é superior ao valor calculado do Trigo Convencional. De acordo com Comar & Ortega (2003), quanto maior for o valor de transformidade de um determinado produto, maior é sua importância para o ecossistema e para a sociedade em geral.
Os resultados dos índices calculados podem ser observados na tabela 3, sendo expressos os valores de EYR, EIR, ELR, EER, %R, SI e RES.
Observa-se que os valores de EYR de 1,30 para Trigo Agroecológico e 1,16 para Trigo Convencional são relativamente baixos, segundo Brown e Ulgiati (2002), valores em média inferiores a 2 são classificados como produtos de consumo ou etapas na transformação das fontes de energia reais. Da mesma forma observam-se o valor de ELR 3,80 para Trigo Agroecológico e 6,64 para Trigo Convencional, que são considerados de moderado de impacto ambiental, valores acima de 10 são considerados de significativo impacto ambiental (BROWN & ULGIATI, 2002).
Tabela 3 – Índices eMergéticos de Trigo Agroecológico, em propriedades dos Campos Gerais, e Trigo Convencional obtidos pela FNP, 2008
Os valores de EIR demonstram o grau de dependência do sistema na utilização de recursos externos, o valor encontrado 3,70 para Trigo Agroecológico e 6,24 para Trigo Convencional demonstra que o Trigo convencional tem quase o dobro de dependência de recursos externos.
Segundo FERNANDES et al., (2006) o Índice de Intercâmbio Ermergético-EER avalia se na venda dos produtos, o sistema está remunerando a emergia empregada na produção. Pelo valor obtido, conclui-se que no Trigo Agroecológico, os produtores entregam 2,50 vezes mais emergia em produto do que a emergia que recebem em forma de dinheiro. Já os produtores do Trigo Convencional entregam 1,83 vezes mais emergia em produto do que a emergia que recebe em forma de dinheiro. Índice Valor Trigo Agroecológico Trigo Convencional EYR Razão de Rendimento Emergético Líquido 1,30 1,16 EIR Razão de Investimento de Emergia 3,70 6,24
ELR Carga Ambiental 3,80 6,64
EER Razão de Intercâmbio de Emergia 2,50 1,83 %R Renovabilidade 50 13 SI Índice de Sustentabilidade 0,30 0,17 RES Rentabilidade econômica simples 0,13 0,15
A quantidade de energia renovável utilizada no sistema em relação à emergia total, expressa no valor de renovabilidade - %R, demonstra que na produção de Trigo Agroecológico, utiliza-se 50% dos recursos para a sua produção advindos da natureza, já o Trigo Convencional utiliza 13% dos recursos para sua produção advindos da natureza.
Os índices de sustentabilidade (SI) fornecem informação acerca da possibilidade de viabilidade da produção ao longo do tempo, os valores encontrados, 0,30 para o Trigo Agroecológico e 0,17 para o Trigo Convencional, demonstram que o primeiro é mais sustentável, apesar de os dois apresentarem valores relativamente baixos.
As rentabilidades (RES) obtidas, de 0,13 no Trigo Agroecológico é 0,15 no Trigo Convencional, podem ser consideradas baixas, mas que viabilizam o Trigo Convencional, pois nesse sistema de produção, o agricultor tem um gasto maior en insumos, sementes, etc, pela produção ser em grande escala na maioria das vezes.
CONCLUSÕES
- As produções de Trigo, tanto em sistema Convencional, quanto em sistema Agroecológico possuem uma baixa sustentabilidade, porém o segundo caso ainda é mais sustentável por utilizar menos recursos advindos da economia.
- Apesar do Trigo Convencional apresentar uma maior viabilidade imediata em se tratando da rentabilidade econômica simples, seu menor índice de sustentabilidade aponta uma inviabilidade a longo prazo.
- A metodologia eMergética é aplicável para mensuração de sustentabilidade, estando relacionada com as questões discutidas na agenda 21.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA, J.; ASSAD, M.L.L. Agricultura e Sustentabilidade: contexto, desafios e senários. Artigo publicado em Ciência & Ambiente, n. 29, 2004. p.15-30.
BARRELLA, B. A., ALMEIDA, C. M. B., GIANNETTI, B. F. Ferramenta para Tomada de Decisão Considerando a Interação dos Sistemas de Produção e o Meio Ambiente, Revista Produção, v. 15, n. 1, p. 087-101, Jan./Abr. 2005
COMAR, V., ORTEGA, E., Resultados preliminares da comparação dos índices emergéticos de onze Fazendas do Município de Pardinho/SP, Brasil, ENGENHARIA ECOLÓGICA E AGRICULTURA SUSTENTÁVEL .Exemplos de uso da metodologia energética-ecossistêmica. Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática aplicada (LEIA) Campinas, SP, Brasil, (2003)
Embrapa, disponível em: <http://www.cnpt.embrapa.br/culturas/trigo/ index.htm>, 05 nov. 2009, 14:52
FERNANDES, E. N; MÜLLER, M. D. ; CARVALHO, G. R., Índices emergéticos para avaliação da sustentabilidade sistemas de produção de leite (2006), Disponivel em www.mutuando.org.br/html_atualizacao/
down2enc_elizabeth_fernandes2.pdf, acessado em 20/05/2009 FNP, Instituto Agrianual, 2009.
MENEGETTI, G. A.; Desenvolvimento, sustentabilidade e agricultura familiar. s/d ORTEGA, E. Indicadores de Sustentabilidade sob a Perspectiva da Análise Emergética, Cap. 4 – Embrapa – Jaguariúna – SP, 2003.
SANTOS, H. P.; REIS, E. M. Rotação de culturas Guarapuava, PR. Brasil. XVI. Eficiência energética dos sistemas de rotação de culturas com trigo, em plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.30, n.2, p.215–222, 1995. SARCINELLI, O., ORTEGA E. Analise do desempenho econômico e ambiental de diferentes modelos de cafeicultura em São Paulo – Brasil: estudo de caso na região cafeeira da Média Mogiana do Estado de São Paulo, Revista Iberoamericana de Economía Ecológica Vol. 5 – 2006
SINISGALLI, P. A. A. A eMergia como indicador de valor para a análise econômia-ecológica. Megadiversidade, v.2, n 1-2, dez 2006. P.18-23.
ULGIATI S.; BROWN M. T. Quantifying the environmental support for dilution and abatement of process emissions – The case of electricity production. J Cleaner Prod, 10, p. 335- 348, 2002.
UNITED NATIONS. Agenda 21. Rio de Janeiro, Brasil: United Nations Conference on Environment & Development, 1992. 338 p.
Tabela 2. Avaliação eMergética de Trigo Agroecológico, em propriedades dos Campos Gerais, e Trigo Convencional obtidos pela FNP, 2008.
Fluxo padrão Transformidade Fluxo de eMergia %
Unidade Conversão * sej/unidade
Unida de sej/ano Convencio nal Agroe c. Convenci onal Agroe c. Convencio nal Agroec. Convencio nal Agroec. Convencio nal Agroec .
Recursos Naturais (I) 3,84E+14 3,74E+14 13,81 21,24
Renováveis (R) 3,64E+14 3,64E+14 13,09 20,67
chuva 0,4 0,4 m3/ha/s afra 5E+10 5,00E +10 1,82E+04 1,82E+
04 sej/J 3,64E+14 3,64E+14 13,09 20,67
Não Renováveis (N) 2,00E+13 1,00E+13 0,72 0,57
perda do solo 300,0 150 kg/safra 904176
90417
6 7,38E+04
7,38E+
04 sej/J 2,00E+13 1,00E+13 0,72 0,57
economia(F)
Materiais (M) 1,58E+15 9,45E+14 56,85 53,65
Sementes 160 120
Kg/ha/s
afra 1,00E+12
1,00E+
12 sej/kg 1,60E+14 1,20E+14 5,75 6,82
Calcário 500 300
Kg/ha/s
afra 1,00E+12
1,00E+
12 sej/kg 5E+14 3E+14 17,98 17,04
Nitrogenio 100 100
Kg/ha/s
afra 3,80E+12
3,80E+
12 sej/kg 3,8E+14 3,8E+14 13,67 21,58
Fosforo 50 0 Kg/ha/s afra 3,90E+12 3,90E+ 12 sej/kg 1,95E+14 0 7,01 0,00 Potassio 50 0 Kg/ha/s afra 1,10E+12 1,10E+
12 sej/kg 5,50E+13 0,00E+00 1,98 0,00
Esterco (20% umidade) 0 1000 Kg/ha/s afra 0,00E+00 1,45E+ 11 0,00E+00 1,45E+14 0,00 8,22 Herbicidas 5,6 0 Kg/ha/s afra 1,48E+13 1,48E+
Inseticidas 0,1 0
Kg/ha/s
afra 1,48E+13
1,48E+
13 sej/kg 1,48E+12 0,00E+00 0,05 0,00
Fungicidas 1,32 0
Kg/ha/s
afra 1,48E+13
1,48E+
13 sej/kg 1,95E+13 0,00E+00 0,70 0,00
Outros Quimicos 0,2 0
Kg/ha/s
afra 1,48E+13 0 sej/kg 2,96E+12 0,00E+00 0,11 0,00
Aço 2,7 0
Kg/ha/s
afra 6,70E+12
6,70E+
12 sej/kg 1,81E+13 0,00E+00 0,65 0,00
Combustivel (Diesel) 80 0 l/ha/safr a 31395000 ,00 6,60E+04 6,60E+
04 sej/kg 1,66E+14 4,42E+14 5,96 0
Serviços (S) 8,2E+14 0,0E+00 29,34 25,11
Serviços com Mecanização 152,82578 4 0 US$/ha/safra 2,48E+42 2,48E+ 12 sej/dol ar 3,79008E +14 4,42042E+ 14 13,630786 9 0,00 m.obra simples 41,25 82,5 dias/safr a 13395200 13395 200 400000 4,00E+ 05 sej/J 2,21021E +14 0 7,9488767 19 25,105 8406
administração 12 ar +14 15 59
Emergia total (Y)
Produção 2,78E+15 100,00 100 Trigo 2700 800 kg/ha/an o 63081,2 134813 ,9 sej/J
*Conversão: (chuva: 1000 kg/m3 X 10000 m3/ha X 5000 energia livre de Gibbs); (perda de solo: 4% de MO X 5400 Kcal na MO X 4186 J/Kcal); (uso água: 4949 J/l); (mão-de-obra: 3200 Kcal/dia X 4186 J/Kcal.
