1 modulo #1. parte 1 (37p) enrique ortega e mileine zanghetin como funciona a natureza? laboratório...

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Modulo #1. Parte 1 (37p)

Enrique Ortega e Mileine Zanghetin

Como funciona a natureza?

Laboratório de Engenharia Ecológica

Campinas, SP, outubro de 2008.(Revisões: abril e julho de 2009).www.unicamp.br/fea/ortega/

Conceitos básicos sobre a biosfera, os ecossistemas e a economia humana 2

O objetivo desta apresentação é explicar o mundo em que vivemos.

Um sistema é um conjunto de objetos (componentes funcionais) que estabelecem interações positivas e negativas (fluxos de energia, materiais, informação) entre si e com o exterior.

Vamos usar a abordagem sistêmica, um método de estudo que consiste em visualizar as coisas como partes ativas de um todo maior.

Todos os sistemas se relacionam entre si. Esses relacionamentos variam de forma e de intensidade com o tempo. 3

Interessa-nos descobrir como funcionam os seguintes sistemas:

3. As organizações humanas para produzir e consumir.

1. Nosso planeta,

2. A região onde vivemos,

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Vamos aprender a desenhar sistemas, mostrando as forças e os estoques externos, os componentes internos e, finalmente, as interações entre todos eles.

Usaremos a linguagem dos sistemas. Ela foi desenvolvida pelo professor H. T. Odum da Universidade da Florida.

Vamos mostrar os símbolos dessa linguagem:

Como toda linguagem ela tem símbolos e os agrupa de maneira a expressar o sentido do mundo que nos rodeia.

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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 marés, as ondas nas praias, as sementes trazidas pelo vento e as aves.

Depósito: É um lugar onde se armazena um recurso: biomassa florestal, solo, matéria orgânica, água subterrânea, areia, nutrientes, etc.

Sumidouro de energia degradada: Energia dispersada durante um processo que não pode mais ser utilizada, como a água evaporada durante a fotossíntese, o calor do metabolismo animal, os mortos em uma guerra, as perdas dos estoques internos de um sistema, etc. 6

Interação: Processo que combina diferentes tipos de energias e materiais para produzir uma ação ou um recurso diferente.

Consumidor: Unidade auto-catalítica que utiliza os produtos fabricados pelos produtores. Exemplos: insetos, microorganismos, animais da fauna local, gado, seres humanos, cidades, países, o consumo global.

Produtor: Unidade auto-catalítica que produz biomassa a partir de energia e materiais básicos, como as plantas das lavouras, árvores, os sítios e as fazendas.

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Transação: Intercâmbio de um recurso produzido (bens ou serviços) por outros recursos (dinheiro, energia, materiais ou serviços prestados).

$

Interruptor: Dispositivo que dispara um processo que estava inativo. Esse processo pode ser longo ou curto, pode se iniciar e terminar logo, como um incêndio ou a polinização das flores.

Caixa: Símbolo para definir os limites de um sistema, ou de um subsistema, etc.

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Vamos fazer o diagrama de uma lavoura. Temos que expressar como se fazem as coisas no sítio ou na fazenda: “o sol, a chuva, o solo e as sementes são coisas necessárias para obter uma colheita”.

A partir dessa frase podemos fazer um desenho:

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Na linguagem de sistemas ficaria assim:

Sol Fotossíntese

Chuva

Solo e estoques internos

Produto

Calor dispersado

Sementes

Sol

Chuva

Fotossíntese


Produto

Calor dispersado

Sementes

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Mas nessa unidade produtiva é necessário o trabalho humano, bem como o trabalho do animal que vai puxar o arado e também alguns insumos.

Vamos incluir essas coisas no desenho:

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Sol Fotossíntese

Chuva

Produto

Materiais


Calor dispersado

Sementes

Animais

Tra-balhador

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Para completar a representação do sistema rural, ele deveria incluir a família que mora nesse lugar e que consome parte da produção e também mostrar que uma parte da produção é vendida em troca de outras coisas úteis ou de dinheiro.

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Sol Fotossíntese

Chuva


Animais diversos

Família do agricultor

Materiais

Resíduos

$

Produtos vendidos

Dinheiro recebido

Pagamentode insumos

Sub-produtos

Resíduos que saem

Consumo interno

Reciclagem

TR

TR = tratamento de resíduosEnergia dissipada no ambiente

Sementes

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Agora vamos estudar sistemas mais complexos. Começaremos pelo diagrama de uma semente germinando.

SolProcesso

germinativo

Água

Estoquesde recursos

essenciais da semente

Ar Solo

Novas partes da planta

Retro-alimentação

Produção

Calor de baixa intensidade

Fontes externas de energia potencial

CO2O2

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Diagrama da planta como sistema independente

Sol

Processo de fotossíntese nas folhas

Chuva

Açucares e outras

substâncias

CO2 , O2, N, P do ar

Raízes

Tronco e galhos

Minerais das rochas do solo solubilizados

Flores,frutos,

sementes

Micro biota do

solo

Insetos polinizadores

Exudados biológicos com vitaminas, hormônios vegetais, antibióticos, enzimas, ácidos orgânicos, etc.

Sementes dispersadas contendo

informação genética

Biomassa para consumidores e decompositores

O2, CO2

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Agora vamos fazer o diagrama do corpo humano com seus diversos subsistemas: locomotivo (esquelético-muscular), circulatório, endócrino, nervoso, digestivo, respiratório.

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Diagrama do ser humano como sistema autônomo, com fluxos externos e internos e órgãos funcionais.

Ingestão

Sistema muscular

Sistema do corpo humano

Comida e água

Consciência do mundo

Rins

Reprodução

Trabalho e descanso

Circulação

Componentes funcionais com objetivo comum

Ar

Digestão Absorção

Respiração

Infor-mação

Sensações e emoções

Cerebro

Sentidos e sistema nervoso endócrino

Extrusão

Oxigênio

Nutrientes

Resíduos

Ações no meio

Preservação da espécie

Urina

Fezes

Suor com calor

Acoplamento entre plantas e animais (sem o homem).

Sol

Processo de fotossíntese nas folhas

Chuva

Biomassa vegetal

O2, N, P do ar

CO2


Decom-positores

Consumidores

Nutrientes disponíveis

Biomassa animal

Resíduos orgânicos

Biomassa dos decompositores

O2

Materiais que saem do sistema

Energia degradada que sai do sistema

Materiais que entram no sistema

Energia difusa que movimenta o ciclo material

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Plantas e animais se integram em um ciclo de produção e consumo impulsionado pelas energias que a biosfera recebe do Sol, da Lua e da Terra (calor, gravitação, materiais, forma e informação),

A fotossíntese das plantas transforma a radiação solar e os nutrientes básicos em biomassa vegetal que alimenta os animais. Os decompositores usam os resíduos e devolvem os nutrientes básicos.

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A biomassa animal tem energia disponível que é aproveitada por outros animais (os predadores). Esse consumo gera uma “cadeia trófica”.

Os resíduos dos animais ainda têm um pouco de energia disponível, a qual é aproveitada por um grupo especial de animais: os decompositores. Eles devolvem os nutrientes básicos ao sistema para que o ciclo de vida possa recomeçar.

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O mundo hoje

Sol

Capacidade de fotossíntese aumentada pela adição de fertilizantes químicos

Chuva

Biomassa vegetal

O2, N, P do ar

CO2


Decom-positores

Consumidor de recursos não

renováveis


Resíduos tóxicos

O2



Materiais renováveis que entram no sistema


Energia fóssil

Cidades com industria e comercio

N2O,CH4, SOx

Energia e materiais de alta concentração que movimentam o ciclo material Minerais

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As coisas mudaram muito no planeta quando a humanidade desenvolveu a capacidade de extrair e usar primeiro carvão e depois petróleo e gás.

O trabalho realizado pela natureza na formação destes recursos foi muito grande (levou milhões de anos) e por tanto sua intensidade energética é alta. Acontece que esse trabalho biofísico não é considerado na contabilidade econômica.

Hoje, os custos do petróleo são apenas a extração, o transporte e o beneficiamento, por isso o petróleo custa pouco. Durante décadas seu valor monetário foi de 10 dólares/150 litros = 0,2 Reais/litro (aprox.)

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Os grupos humanos podem destruir os ecossistemas sem a ajuda da energia fóssil! Exemplos: as civilizações Maias e Anasazi (América do Norte), Acadiana (Mesopotâmia), a população da ilha de Páscoa, etc.

Derrubada de florestas, caça excessiva, uso inadequado do solo agrícola → perda de espécies, erosão, salinização, desertificação, diminuição da água disponível, mudança do clima local.

Invasão de territórios → injustiça, morte, concentração da riqueza, marginalização.

Alienação → falta de percepção do funcionamento dos ecossistemas e da interferência humana.

Forças causais → Conseqüências

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Quando o homem usa os recursos fósseis seu impacto ambiental aumenta muito!

Maior destruição das matas nativas = perda da biodiversidade, diminuição da água disponível.

Desapropriação (violência social) = concentração da riqueza, irresponsabilidade, injustiça.

Êxodo rural = marginalização (vida em favelas).Uso de substâncias tóxicas = doenças e mortes na lavoura, poluição (custo de tratamento caro).

Alienação = ignorância, perda do sentido da vida.

Mudanças climáticas globais= extinção da espécie!

O trabalho da natureza e humano é substituído pelo trabalho de produtos químicos e máquinas a motor com custos sociais e ambientais elevados:

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Ao queimar o petróleo ou transformá-lo em produtos industriais geram-se gases, muitos deles tem efeito estufa (dióxido de carbono, metano, óxidos de nitrogênio e enxofre) que aumentam a absorção do calor que a Terra emite, aumentando o Aquecimento Global.

Os resíduos gerados pelos países industriais são grandes e perigosos, tanto que eles os jogam no mar ou os depositam em outros países. É a falsa solução para evitar que suas populações vivam cercadas por imensos lixões. Os esgotos sem tratar vão para os rios e os oceanos.

Resíduos, efluentes e emissões

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Aquecimento global: situação atual e riscos futuros

Energias renováveis

Capacidade de fotossíntese aumentada pela adição de fertilizantes químicos

Biomassa vegetal

O2, N, P do ar e minerais

solubilizados do solo

CO2

Decom-positores

Consumidor de recursos não

renováveis


Resíduos tóxicos

O2



Materiais renováveis que entram no sistema


Energia fóssil

Cidades com industria e comercio

N2O,CH4, SOx

Energia e materiais de alta concentração que movimentam o ciclo material

Minerais

Reservas fósseis de C

Calor

A queima de energia fóssil e florestas libera grandes estoques de CO2 e CH4 (calotas polares, geleiras, permafrost, clatratos).

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Um ecossistema:

Animais e pessoas

matéria orgânica do solo

Sol

Vento

escoamentosuperficial

Chuva Animaisprocessos geológicos

biomassa

SoloÁgua

formação geológica

vegetação

evaporação

transpiração

mig

raçã

o

escoamento superficial

infiltraçãoprodução primária bruta percolação

Água do subsolo

produção primária líquida

Pessoas

Nitrogênio do ar,

minerais do solo

CO2, CH4, ácidos, metais

pesados

Recursos

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A chuva, o escoamento superficial e o resultado dos processos geológicos em outras regiões entram no sistema para criar estoques de solo, matéria orgânica, água e estruturas geológicas.

A vegetação local recebe a energia do sol e do vento e utiliza os estoques de água, solo e matéria orgânica do solo para criar um estoque interno de biomassa. Essa vegetação fornece alimento aos animais.

Explicação do diagrama de um ecossistema.

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Por sua vez, os resíduos desses animais e da biomassa vegetal geram matéria orgânica para o solo. Há migração de animais.

Observamos um escoamento superficial de água que arrasta parte do estoque de solo; vemos um fluxo de infiltração, e fluxos de transpiração e evaporação que, graças a ação do vento, saem do sistema.

Por último, uma parte da energia sai do sistema como energia degradada.

Há intercâmbio de pessoas e produtos.

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Usina de álcool (sem mostrar impacto sócio-ambiental):

31

O diagrama representa uma usina de álcool de forma simplificada. Observamos que ha um escoamento superficial de água, que junto com a chuva gera um estoque de água. Os processos geológicos externos geram um estoque de solo.

O cultivo da cana, o corte, transporte, extração, fermentação e destilação demandam: energia do sol, água e solo, mão-de-obra, combustíveis, produtos químicos e bens econômicos.

Se produz um resíduo (vinhoto), que é reciclado como fertilizante na lavoura. A venda do etanol gera um estoque de capital (dinheiro) usado para pagar insumos, serviços externos e gerar lucro.

O sistema dispersa energia e materiais.32

Sol

Vento

atividades agrícolas

Chuva

Bens econômicos

Combus-tíveis

Processos geológicos

Solos Bens

água

Escoamento superficial

de água

fermentação,destilação

Resíduos

$

Serviços

Etanol

$

$transporte,processa-

mento

Emissões de gases de efeito estufa

Trat. Res.

Efluentes tratados

Usina de álcool mostrando o impacto sócio-ambiental:

Redução do espaço ecossistêmico de 100 para 20%: perda de funções ambientais importantes.

Aumento do espaço destinado ao consumo humano urbano. Aumento da poluição química.

Animais e pessoas


Sol

Vento



biomassa

SoloÁgua


vegetação

evaporação

transpiração

mig

raçã

o


infiltraçãoprodução primária

brutapercolação

Água do subsolo


Pessoas

Nitrogênio do ar,

minerais do solo


pesados

Êxodo rural (marginalização).Perda de espécies.Menos água no subsolo.Menos regulação hídrica, biológica e climática.

Sol

Vento

atividades agrícolas

Chuva

Bens econômicos

Combus-tíveis

Processos geológicos

Solos Bens

água

Escoamento superficial

de água

fermentação,destilação

Resíduos

$

Serviços

Etanol

$

$transporte,processa-

mento

Emissões de gases de efeito estufa

Trat. Res.

Efluentes tratados

Absorção do impacto ambiental:

Animais e pessoas


Sol

Vento



biomassa

SoloÁgua


vegetação

evaporação

transpiração

mig

raçã

o



brutapercolação

Água do subsolo


Pessoas

Nitrogênio do ar,

minerais do solo


pesados

Animais e pessoas


Sol

Vento



biomassa

SoloÁgua


vegetação

evaporação

transpiração

mig

raçã

o



brutapercolação

Água do subsolo


Pessoas

Nitrogênio do ar,

minerais do solo


pesadosAbsorção do impacto social:

Serviços ambientais a montante

Serviços ambientais a jusante

Tratamento de resíduos e Reciclagem

Mudança do modelo de produção, integração do metabolismo campo-cidade utilizando recursos renováveis e pleno emprego

Diagrama sistêmico de uma região:

Recursos renováveis Agricultura

Pessoas

Bens da economia

Combus-tíveis

Infra-estrutura

Serviços

Cidade

Pessoas

Ecossistemas naturais

Resíduos

$

Indústria e comercio

Governo

Área de suporte

Espaços verdes

CO2, CH4, ácidos

Metais pesados

Nitrogênio do ar,

minerais do solo

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Três áreas fazem fotossíntese: o setor agrícola, os ecossistemas remanescentes e os jardins da cidade. Os resíduos da indústria, do comércio e da população são reciclados. Supõe-se que o processo de estoque de resíduos inclui um processo de tratamento de resíduos.

A infra-estrutura da suporte a indústria, ao comércio e as moradias. Supõe-se que todos cidadãos participam do governo da região. A região vende produtos e compra combustíveis e bens industriais, paga impostos e recebe serviços e as pessoas circulam livremente.

O diagrama mostra um sistema não renovável, sem pessoas no espaço rural. 36

Laços de retro-alimentação nos sistemas.

Os sistemas se auto-organizam criando laços de retro-alimentação e estruturas para aproveitar a energia disponível e realizar trabalho sistêmico. A cultura, as leis, os preços, o trabalho, os gostos, as necessidades sociais constituem a retro-alimentação para a autonomia e a a auto-suficiência.

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Primeira pausa

Em breve continuaremos.

Modulo #1. Parte 2 (31)

Contabilidade Emergética dos Sistemas

Já sabemos interpretar sistemas e desenhar seus diagramas, agora vamos estudar sua contabilidade.

Contabilidade emergética dos sistemas

Para comparar coisas diferentes precisamos colocá-las na mesma base. Várias metodologias podem ser usadas. Entre elas, aquela que usa como conceito de riqueza ou valor: a emergia solar equivalente (ou, simplesmente, emergia).

“Emergia” se define como a energia total utilizada para produzir um recurso da Biosfera.

Ao colocar todos os fluxos em emergia solar podemos conhecer o custo energético integral dos produtos e comparar processos.

Na economia convencional, o preço de um produto se calcula somando as despesas com insumos e serviços mais a margem de lucro desejada.

Porque necessitamos da visão sistêmica?

Preço = Custo dos insumos e serviços + Lucro

Este preço desconsidera custos importantes:

Custo das contribuições da natureza

Custo dos serviços ambientais perdidos

Custo de subornos, coerções e subsídios

Custo das externalidades negativas

O valor dos serviços ambientais residuais

Valor = Contribuição + Custo + Serviços + Lucro da natureza dos insumos Adicionais e serviços (externalidades)

Contribuições ambientais Resíduos

Energia gasta (calor de baixa intensidade)

Processo

Matérias-primas agrícolas

Insumos e serviços

Produto

Externalidades negativas como serviços adicionais

A metodologia emergética coloca todas as entradas do sistema (energia, materiais, moeda, informação) em termos de energia solar equivalente (emergia).

Os sistemas na natureza se auto-organizam para aproveitar ao máximo a energia disponível através da criação de estruturas unitárias auto-catalíticas e da formação de redes que integram produtores e consumidores em cadeias de transformação de energia (hierarquias funcionais).

A metodologia leva em conta o princípio básico que rege os sistemas abertos:

Definições:

2. A qualidade de um recurso é medida em emergia por unidade (massa, energia, dinheiro, informação, área, pessoa, país, biosfera).

1. Emergia é a energia potencial disponível (exergia) que foi previamente utilizada, em forma direta ou indireta, para produzir um produto ou serviço.

A emergia (exergia dissipada) fornece o valor do trabalho realizado na produção de um recurso, o que constitui seu valor.

3. A emergia por dólar indica a capacidade de aquisição de riqueza de uma moeda. A serie histórica deste indicador mostra a inflação.

4. A razão (emergia/dinheiro) varia com o tempo e também entre países.

=

Ela permite converter os fluxos de emergia em fluxos de dólares emergéticos (emdólares).

E também converter os serviços humanos pagos em dólares em fluxos de emergia.

=

Os fluxos de energia e materiais da Biosfera constituem o potencial e o limite para o desenvolvimento humano.

Princípio básico:

A capacidade de suporte pode aumentar temporariamente acima da capacidade sustentável se o desenvolvimento se faz com recursos não renováveis.

Princípio básico:

Cuidado! A emergia disponível varia com o tempo, pode haver várias situações: abundância de recursos sem condições de usá-los, crescimento rápido, desaceleração devido ao esgotamento dos recursos, estancamento, declínio, tempos de grande escassez e tempos de recuperação.

Considerando esses princípios, podemos dizer que as políticas públicas terão sucesso se conseguem aproveitar a emergia disponível em cada etapa do sistema e prevêem os estágios futuros.

Cada momento exige uma política diferente que considere as etapas passadas e futuras do ciclo pois há o risco de perder a resiliência (a capacidade de recuperação do ecossistema ou da biosfera).

Além disso, as políticas públicas terão sucesso

• Se extraem os recursos naturais sem exceder sua capacidade de reposição pela natureza e se repõem os nutrientes extraídos para manter a fertilidade natural e a produtividade;

• Se beneficiam a base natural, não somente o setor humano. O trabalho da natureza deve ser reconhecido, valorizado e reforçado.

• Se retribuem adequadamente o trabalho de todos os componentes da cadeia energética;

Vejam as linhas de cor roxa no seguinte diagrama

Interação entre campo e cidade (Odum, 2007).

Sol, calor interno,

marés

Combustíveis e minerais

Cidades Agricultura, pecuária, aqüicultura, silvicultura

Extração, beneficiamento e transformação

Biodiversidade

Energia degradada

Economia da Terra

Natureza

Informação pública

$

$

$

$

$

Conceitos básicos da metodologia emergética

Se considerarmos que em tudo há energia, a energia pode ser usada para avaliar a riqueza.

Para comparar diversos tipos de energia, temos que colocá-las “na mesma base de medida”.

O conceito de emergia resolve esse problema ao reconhecer a posição de cada energia na hierarquia universal de energia e expressar isso como intensidade energética.

Assim, se consegue a resposta a pergunta: Um Joule desse tipo de energia equivale a quantos Joules de energia solar?

A natureza e a humanidade são partes de uma hierarquia universal de energia, estão imersos em uma rede de transformação de energia, que une os sistemas pequenos aos grandes sistemas, e estes, à sistemas ainda maiores.

Para medir a qualidade (funcionalidade) de cada tipo de energia deve-se avaliar o trabalho que foi realizado na sua formação. Com essa informação é possível calcular a eficiência ecossistêmica.

O valor inverso da eficiência ecossistêmica se denomina transformidade, e indica a posição do recurso na hierarquia universal de energia. A transformidade mede a conversão de energia.

Cadeia alimentar da floresta (visão simples).

O valor energético da biomassa é diferente em cada estágio da cadeia alimentar da floresta.

Tr = ----------------------------------------------- = -------Joules da biomassa em cada estágio

Joules que entram no sistema seJ

J

Hierarquia da transformação de energia:

(a)

Fluxo de energia solar: 6.109 6.1096.1096.109 6.109

sej/unidade de tempo

Sol

Energia solar (6.104 J/t)

600000

500

500

1000

1000

(b) 1000

2000250

100

150

100

6

40

20

Sol

(c)

6.109 6.107 6.106 6.105

6.109 sej/tempo

6.107

6.106

6.1046.105

(d)

0 1 2 3 4

100000

10000

10001001

(e)

Tra

nsf

erê

nci

a d

e e

nerg

ia,

J/te

mp

oT

ran

sfo

rmid

ade

so

lar,

se

j/J

Agregados:

(a) Ocupação do território pelas unidades da rede de energia;

(b) Rede de energia incluindo transformação e retroalimentação;

(c) Cadeia de emergia com símbolos que indicam unidades agregadas;

(d) Diagrama de barras dos fluxos de energia entre os diversos níveis da cadeia trófica;

(e) Gráfico dos valores das transformidades.

Cadeia trófica gerada pela energia captada na fotossíntese.

energia externa

recursos renováveis

produtores fotossíntese

Biosfera

cons. sus.consumidores sustentáveis

cons. sus.

decompositores

resíduos

materiais

respiração dos

autótrofos

autótrofos(energia fixada)

energia disponível para a cadeia trófica

consumidor primárioconsumidor secundário

consumidor terciário

decompositor

Cadeia trófica gerada pela energia captada dos energéticos fósseis.

recursos renováveis

produtores fotossíntese

Biosfera

cons. hum. 2

consumidorhumano 1

ch3decom-positores

materiais recursos não renováveis

ch4 5 6

resíduos

energia externa

1

respiração dos

autótrofos

autótrofos(energia fixada) 32

energia renovável disponível para a cadeia trófica

consumidor primário

consumidor secundário

consumidor terciário

decom-positores

4

3

energia não renovável disponível para a cadeia trófica

consumidor adicional

421



5

6

A conversão de energia que se estabelece no oceano e a transformidade como indicador da hierarquia energética.Sol

Energia do estrato

transformidade

fitoplâncton

zooplâncton

peixes pequenos

peixes medianos

peixes grandes

peixes muito grandes

resíduos

sedimento oceânico

calor dissipado

CO2 e outros gases

108

105

104

103

102

10

1

1

1000

10 000

100 000

1 000 000

10 000 000

100 000 000

Diagrama de um sistema agroecológico completo:

Os diagramas de energia devem mostrar os elementos importantes para o funcionamento de um sistema.

A energia potencial disponível é transformada para produzir energias diferentes, em quantidade menor, esses novos recursos são aproveitados nas etapas seguintes do sistema ou em outros sistemas.

Os fluxos simples, ou de menor intensidade, se colocam à esquerda, os fluxos de maior intensidade e mais complexos, à direita.

Considerações sobre a elaboração do diagrama;

A auto-organização do sistema se consegue pelos laços de retroalimentação que reforçam o funcionamento das estruturas primárias (à esquerda no diagrama), fornecendo energias de maior qualidade vindas dos elementos no topo da cadeia trófica (à direita no diagrama) e buscam o aumento da captação de energia.

As energias de tipo diferente diferem em sua capacidade de fornecer trabalho útil.

Este enunciado se explica a seguir:

Cadeia energética que inclui uma usina termoelétrica.

Produção de matéria

orgânica nos ecossistemas

R

M + S

10 000 000 Joules solares

Produção geológica de carvão

Extração, transporte e

conversão do carvão na

termo-elétrica

Uso da energia electrica para

produzir trabalho

M + S

5 000 Joules de biomassa

125 Joules de carvão

33 Joules de eletricidade

1 Joule de trabalho humano

Nestes cálculos a contribuição dos materiais e serviços da economia humana foi desconsiderada.

Tr = ---------------------------- = 2000 ------5 000 Joules

10 000 000 Joules seJ

J

Biomassa

33 Joules


JTr = ---------------------------- = 300 000 ------

Eletricidade

125 Joules


JTr = ---------------------------- = 80 000 ------

Carvão

1 Joule


JTr = ---------------------------- = 10 000 000 ------

Trabalho humano

Comparação de tipos de energia:

1 Joule de matéria orgânica = 2000 Joules de energia solar; 1 Joule de carvão = 80000 Joules solares; 1 Joule de eletricidade = 300000 Joules solares1 J de trabalho humano = 10 x 106 de Joules solares.

Produção de matéria

orgânica nos ecossistemas

R

M + S

10 000 000 Joules solares

Produção geológica de carvão

Extração, transporte e

conversão do carvão na

termo-elétrica

Uso da energia electrica para

produzir trabalho

M + S

5 000 Joules de biomassa

125 Joules de carvão

33 Joules de eletricidade

1 Joule de trabalho humano

Um Joule difere em sua capacidade de fornecer trabalho útil dependendo do tipo de energia desse joule.

A funcionalidade da energia depende de sua transformidade, assim como sua posição na jerarquia de energia da Biosfera.

Há menos energia, porém mais emergia por unidade, nas coisas que exigem mais etapas nas cadeias de transformação.

A metodologia emergética usa como unidade a energia solar equivalente (emergia solar).

Para não confundir a energia (exergia) que existe em um produto (Joules) com a exergia total empregada para fazê-lo (emergia), se especifica que as unidades da emergia são emjoules solares (sej).

Quanto maior o espaço-tempo necessário para a produção de um recurso, maior a qualidade da energia produzida.

A “transformidade” é uma medida da eficiência, da conversão de emergia em exergia:

dadetransformiproduzidorecursodoExergia

sistema noentra queEmergia

EmergiadadetransformiExergia

A transformidade da chuva é 1,53 x 108 joules de energia solar por quilograma de água.

O petróleo tem uma transformidade de 110000 joules de energia solar por Joule de petróleo.

Conhecida a transformidade de um recurso é possível calcular a emergia solar equivalente.

Transformidades dos recursos da biosfera

matéria orgânica simples

águachuva

produção agroindustrial

produtos metálicos

produtos químicosfertilizantes

minerais sedmentaresevaporitos

conhecimento e informação da sociedade

100101102103104105106107108

10101011

109

1012101310141015

sistemas geológicos globais

formação de espécies biológicas

Sol

plantas

animais terrestres

seJ/J

vento

animais aquaticosatividades humanas simples

derivados do petróleorochasenergia fóssil

conhecimento digital

produtos eletrônica

Transformidade = Energia incorporada / Energia do recurso

atividades humanas industriais

Usamos transformidades solares: emergia solar por unidade de energia [emjoules solares por Joule ou (sej/J)].

Cálculo da relação [emergia utilizada/dinheiro circulante]


diretas

Agricultura

Investimentos e créditosEstoques

renováveis

Bens e serviços da economia externa

Minerais e energéticos

fósseis

Ecossistemas naturais PIB

$

MineraisEnergéticos

fósseis

Economia

Serviços ambientais

Matérias-primasMinerais

País

Produtos e serviços

Emissões e resíduos

Minerais do ar e do solo

Recursos naturais e serviços ambientais de ecossistemas de

outros países

Emdolar = [emergia/dinheiro]

Emergia=soma de exergia

Como as pessoas têm dificuldades de lidar com números grandes (como os valores em emergia solar) se recomenda o uso do emdólar.

Emdolar do país nesse ano = [emergia/dinheiro].

Essa taxa varia com o tempo e o perfil da economia da região.

Essa informação nos permite converter o valor de um fluxo de emergia em fluxo de emdólares (e vice-versa).

O valor do emdólar se obtêm ao fazer a análise emergética da economia local.

Fluxo de emdolares = dinheiro/(emergia/USD)

A relação emergia/dinheiro da Biosfera foi avaliada em 3.4 x 1012 seJ/dólar (Odum, 1996) .

No início da década dos anos 90, 70% da riqueza global vinha de recursos não renováveis e apenas 30% de energias renováveis (Brown e Ulgiati, 1994).


diretas

Agricultura

Estoques renováveis

Ecossistemas naturais PIB

$

Minerais Energéticos fósseis

Economias periféricas e

centrais

Biosfera

Minerais do ar e do solo

Recursos naturais e serviços ambientais

globais

Segunda pausa

Continuaremos em breve.

Modulo #1.Parte 3 (42)

Análise Emergética dos Sistemas

Enrique Ortega e Fábio Takahashi

A análise “emergética” de sistemas

A análise “emergética” visa ser uma Economia Biofísica com visão crítica e política. Capaz de analisar, comparar, diagnosticar, formular e atuar.

É o fruto de muitos anos de pesquisa liderada pelo professor Howard T. Odum. Hoje, ela é usada por cientistas de diversas áreas, no mundo inteiro.

Objetivos:A análise emergética consegue avaliar a renovabilidade, a emergia líquida, a carga ambiental e a relação de troca entre sistemas.

Os índices emergéticos permitem analisar as opções da sociedade e apontar as melhores.

“Emergia” como conceito de valorA emergia considerar a contribuição da natureza, o trabalho humano e os custos adicionais das externalidades negativas.

REnergias e materiais

renováveis

Força de trabalho

Fotossíntese

$

Vendas dos Produtos

Cobrança: poluição de efluentes, resíduos, emissões de gases de efeito estufa, etc.

Processamentos

FMateriais e serviços da economia humana

“Emergia” como conceito de valorA emergia considerar a contribuição da natureza, o trabalho humano e os custos adicionais das externalidades negativas.

Bio-diversidade,

recursos internos e cultura


renováveis

Recursos da Biosfera

Força de trabalho

Fotossíntese

$

Solo

R1 = Recursos renováveis diretos

Êxodo rural

Ocupação externa


Perda dos estoques (erosão)ProdutosPoluição, resíduos, emissões de gases de efeito estufa, etc.

N = Perda do estoque

(Externalidades negativas)

R2= Recursos renováveis indiretos F= Feedback da economia humana urbana

Processamentos

FMateriais e serviços da economia humana

“Emergia” = (R+N) + (M+S + S adicionais)

Bio-diversidade,

recursos internos e cultura


renováveis

Recursos da Biosfera(dados difíceis

de obter)

Força de trabalho

Fotossíntese

M materiais da economia industrial

(baseada no petróleo)

$

S serviços da

economia humana (baseada no

petróleo)

Solo

R1 = Recursos renováveis diretos

Êxodo rural

Ocupação externa

Serviços ambientaisPerda de estoques (erosão)ProdutosPoluição, resíduos, emissões de gases de efeito estufa, etc.

N = Perda do estoque

(Externalidades negativas)

R2= Recursos renováveis indiretos

M= Materiais S= Serviços

F= M+S Feedback da economia humana urbana

Processamentos

E, quando os recursos naturais se esgotam (e a demanda se mantém), o preço aumenta e acelera a extração dos recursos remanescentes colocando em risco sua preservação.

A tendência da economia é mobilizar tão rápido quanto possível os estoques de alta qualidade. No caso dos recursos naturais se apresentam dois casos extremos: o da abundância e o da escassez.

Quando os recursos são abundantes o trabalho da natureza é considerado gratuito! Nesse caso, o valor dos recursos naturais é inversamente proporcional ao preço. O valor monetário recebido é menor que o valor real (o trabalho da natureza).

Como a disponibilidade dos recursos varia com o tempo, as políticas devem mudar a cada etapa dos ciclos de evolução.

Para garantir o aporte de recursos da natureza deve-se reconhecer seu trabalho e investir para que possa seguir oferecendo os serviços ambientais, entre eles:

A absorção dos resíduos, A infiltração da água da chuva, A fixação biológica de nitrogênio, A mobilização de nutrientes do solo agrícola A manutenção da qualidade do clima.

O trabalho da natureza deve ser valorizado e o dinheiro relativo à sua contribuição deve ser usado para garantir a sustentabilidade e governança do sistema, cuidando da reposição do foi extraído e de manter a fertilidade e qualidade do ecossistema.

Sol, calor interno,

marés

Combustíveis e minerais

Cidades Agricultura, pecuária, aqüicultura, silvicultura

Extração, beneficiamento e transformação

Biodiversidade

Energia degradada

Economia da Terra

Natureza

Informação pública

$

$

$

$

$

1.Prepara-se o diagrama de fluxos de energia, materiais e serviços do sistema;

2.Obtenção dos valores dos fluxos das entradas e dos estoques utilizados;

Cálculo do desempenho emergético de um sistema

3.Conversão desses valores em fluxos de emergia solar (mediante a multiplicação com fatores de conversão de energia ou “transformidades”);

4.Ao ter todos os fluxos expressos na mesma unidade (emergia solar) surge a possibilidade de agregar os fluxos conforme seu tipo e calcular os índices de desempenho.

Exemplo simples de cálculo:

Os fluxos desses materiais estão expressos em diversas unidades: kg de madeira/lápis, kg de tinta/lápis, kg de grafite/lápis, $ de serviços/lápis.

Para calcular a energia agregada na produção de um lápis devemos considerar a madeira, a tinta, o grafite, a mão de obra e os serviços utilizados na sua produção.

Para fazer a conversão para os fluxos equivalentes expressos em Joules de energia solar devemos usar os fatores de conversão: as transformidades solares.

Elas expressam essas relações em termos de Joules equivalentes de energia solar (sej) por unidade de recurso (J, kg, $).

Temos que conseguir as transformidades da madeira, da tinta, do grafite, do trabalho humano, e dos serviços em termos de sej/J,sej/kg, sej/$.

Depois de obter os valores dos fluxos de emergia, é possível somar os fluxos (pois todos eles estão na mesma unidade: emergia solar equivalente).

Os valores em emergia representam os verdadeiros valores dos recursos.

Assim podemos obter o valor da energia necessária para produzir o lápis, ou, de acordo com a metodologia empregada, a "emergia" do lápis, expressa em Joules de energia solar equivalente (seJ/lápis) ou emdolares/lápis.

Para entender um sistema deve fazer-se a análise de ciclo de vida (desde as origens das matérias primas até o consumo dos produtos).

Vento

Chuva

SolPlantação

Solo e água

Biomassa

$

Pessoas na cidade

$

Resíduos

Sistema Rural

Sistema urbano

Produtos agrícolas

Reciclagem de nutrientes, Insumos e Serviços Urbanos

Floresta nativa

Biodiversidade

NPK insolúvel no solo

N atm

Pessoas e IE*

IE

Nutrientes

Estoques: calotas polares, glaciares, geleiras, permafrost, recifes, etc.


Serviços biosféricos:

* IE = infra-estrutura

Produtos industriaisMinerais

Pessoas na cidade

$

Resíduos

IE

manutenção da temperatura, da umidade, das composições da atmosfera, dos oceanos e da superfície terrestre.

Sistema urbano

Esto-ques

Combus-tíveis Serviços

urbanos

Estoques críticos da biosfera

periférico central

Vento

Chuva

SolPlantação

Solo e água

Biomassa

$

Pessoas na cidade

$

Resíduos

Sistema Rural

Sistema Urbano

Produtos agrícolas

Reciclagem de nutrientes, Insumos e Serviços Urbanos

Floresta nativa

Biodiver-sidade

NPK insolúvel no solo

N atm

Pessoas e IE*

IE

Nutrientes

Ecossistemas globais preservados

Estoques

Estoques: calotas polares, glaciares, geleiras, permafrost, recifes, etc.


Serviços biosféricos:

* IE = infra-estrutura

Sol

Materiais da

natureza

Fotossíntese

Biomassa vegetal

Decom-positores

Sedi-mento

Reações

Biomassa sepultada

Hidro-carbonetos

Petróleo, gás, carvão

Extração e transporte

Estoques

Refinação

Produção primária de

petróleoIndústria

petroquímica

Produtos petro-

químicosIndustrias diversas

Produtos industriais

Minerais Extração

Pessoas na cidade

$

Resíduos

IE

Reações Reações

manutenção da temperatura, da umidade, das composições

da atmosfera, dos oceanos e da superfície terrestre.

Sistema Urbano

Esto-ques

CO2Calor

Redução da dissipaçãoa atmosfera

Aquecimento global

Análise de ciclo de vida (desde as matérias primas do lápis até o consumo do produto).

Emergia de um lapis:

0,006 kg de madeira/lápis = 3 x 1011 sej = 0,01 emdolares

=

0,001 kg de tinta/lápis = 1 x 1011 sej = 0,006 emdolares

0,005 kg de grafite/lápis = 2 x 1011 sej = 0,02 emdolares

0,02 $ de serviços/lápis = 6 x 1011 sej = 0,026 emdolares

++ +

= 12 x 1011 sej = 0,042 emdolares

Diagrama simplificado de fluxos agregados

Recursos renováveis da natureza: RRecursos não renováveis da natureza: NContribuição da natureza: I = R + N

Materiais comprados: MServiços comprados: SFeedback da economia: F = M + S

Cálculo dos fluxos de Emergia das Entradas, Perdas e da Energia dos Produtos

Emergia usada: Y = I + FEnergia produzida: Ep = energia dos produtos

Renováveis da natureza: R = Σ (Jei * Tri)Naturais não renováveis: N = Σ (Jei * Tri)

Contribuição da natureza: I = R + N

Materiais comprados: MR = Σ (Jei*Tri) (Reni) MN = Σ (Jei*Tri) (1-Reni)Serviços comprados: SR = Σ ($i*(Em/$)) (Reni) SN = Σ ($i*(Em/$)) (1-Reni)

Feedback da economia: F = (MR+MN)+(SR +SN)

Índices de desempenho emergético

Taxa de intercâmbio emergético: EER = [Y] / {(produto)*(preço de venda) * (emergia/USD)}

Transformidade: Tr = Y/E: Renovabilidade: %Ren = 100 (R/Y) Taxa de benefício custo ambiental: BCR = R/F

Taxa de rendimento emergético: EYR = Y/F Taxa de intensidade emergética: EIR= F/I: Taxa de carga ambiental: ELR = (N+F)/R Índice de Sustentabilidade Emergético: ESI = EYR/ELR

A transformidade (“transformity”) é o valor inverso da eficiência ecossistêmica. Avalia a intensidade da energia produzida. É obtida dividindo a emergia total (Y) entre a energia (ou a massa) do recurso produzido (E). Costuma-se considerar apenas o produto principal, porém a tendência é considerar a soma das energias de todos os produtos.

Indicadores de desempenho emergético

Transformidade: Tr = Y/E

Uma idéia interessante é usar duas transformidades complementárias para denotar a parte renovável e a não renovável:

Tr = (YR/E) + (YN/E)

Pode-se calcular a renovabilidade dividindo a emergia dos recursos renováveis (R) entre a emergia total usada no sistema (Y). É uma medida da sustentabilidade.

%Ren = (R / Y)*100.

Subsídio de sustentabilidade.

Porcentagem de renovabilidade:

Como a renovabilidade dos países industriais é baixa e dos países subdesenvolvidos é alta, no intercâmbio internacional há uma transferência da riqueza ambiental da periferia aos países centrais.

No decorrer de um século a renovabilidade da biosfera que era de 95 caiu a 28% e nos países industriais a renovabilidade caiu mais (5-10%) (Brown, 1998).

Ren = (R + MR + SR) / Y

Este índice pode ser aprimorado, se considerarmos que os materiais e os serviços da economia são em parte renováveis:

Para conhecer o benefício líquido, calcula-se a razão de rendimento emergético (“emergy yield ratio” ou “net emergy ratio”) dividindo a emergia total pela emergia das entradas da economia (F).

EYR = Y/FTaxa emergética de rendimento líquido:

EYR = (I + F) / F = ((R+N) + (M+S)) / F

Indica se o processo pode competir com outros no fornecimento de energia primária para a economia (o conjunto de consumidores).

Este indicador pode ser aprimorado:

Os recursos energéticos fósseis, dependendo da concentração, localização, preço e situação política fornecem 3 a 15 vezes mais emergia (valor alto de N) que a investida na extração e processamento. Porém a tendência é a queda no valor do EYR do petróleo, pois valor de F está aumentando.

Os produtos florestais rendem entre 2 e 10 vezes o investimento feito.

Os produtos agrícolas obtidos com insumos agro-químicos apresentam valores pequenos (entre 1,1 e 2). Os produtos agro-ecológicos apresentam valores maiores.

Quando o valor de EYR é próximo da unidade, não há emergia líquida, pois a captura da energia da natureza (I/F) é mínima:

EYR = Y/F = (R+N+F)/F = 1.0+[(R+N)/F] EYR = 1.0 + (I/F)

Pode-se aprimorar separando o saldo renovável e o saldo não renovável:

EYR = (I+F)/F = ((R+FR)/F)+((N+FN)/F) EYR = EYRR+EYRN

Em certa forma mede a viabilidade econômica. Quando a contribuição da fonte ambiental é alta e os custos de produção são baixos.

Para sobreviver, os países industriais com produtos de EIR alto taxam as importações de países da periferia que usam mais recursos naturais (EIR menor).

Taxa emergética de investimento:

Esse índice mede a proporção entre os recursos da economia com custo monetário (F) e a emergia da natureza gratuita (I).

EIR = F/I

A taxa de carga ambiental (“emergy loading ratio”) mede a proporção entre recursos não renováveis e os renováveis.

ELR = (N+F)/R

ELR= (renováveis)/(não renováveis) = (N+MN+SN)/(R+MR+SR)

Taxa de carga ambiental:

Este indicador pode ser aprimorado:

Os processos ecológicos apresentam um valor baixo, já os processos que usam intensamente os recursos não renováveis possuem valores altos.

A razão de intercâmbio de emergia (“emergy exchange ratio”) é a proporção entre a emergia cedida e a emergia recebida na transação.

Taxa de intercâmbio emergético:

As matérias-primas (minerais, produtos agrícolas, pesqueiros e da silvicultura), apresentam valores altos de EER. O dinheiro recebido somente paga parte dos serviços humanos e não retribui o trabalho da natureza.

EER = Y / Σ [(produção anual*preço)*(emergia/USD)]

Para o consumidor quanto maior o valor melhor.

Este índice permite avaliar o intercâmbio internacional.

Ao comprar matérias-primas de países menos desenvolvidos as nações industriais transferem um saldo de emergia, pois a emergia dos recursos monetários recebidos é muito menor que a contida nas matérias-primas vendidas.

Hoje há uma grande falta de equidade no intercâmbio da riqueza real no comércio internacional.

Tendências dos índices ao mudar o modelo global

Tendência ao aumento:N/F, ELR, EIR, Tr, EER

Tendência a diminuição:Ren, R/F

Individualismo, competiçãocapitalismo & exclusão

Fim do Petróleo = CO2 Redução de

Bilhões de barris por ano

Devem decrescer:N/F, ELR, EIR, Tr, EER

Esforços sociais e ecológicos para

Aumento: Ren, R/F

Soluções comunitárias

2000

As reflexões de H.T Odum e E.C. Odum sobre o futuro (após a era do crescimento) podem ser lidas no livro: “Prosperous Way Down”, publicado em 2001

Unicamp

Maçã EmDollar: 3.05 E12 sej/US$

Sustentabilidade Proporção dos recursos utilizados

Recursos renováveis 30.5%

Recursos não renováveis da natureza 1.6%

Recursos não renováveis da economia urbana 67.9%

Obs. Item Fração

renovávelQuantidade Unidade

Fator de conversão

Transformidade

dos fluxos (sej/unidade)

Emergia renovável

E12 sej/ha/ano

Emergia não renovável

E12 sej/ha/yr

Emergia total E12 sej/ha/ano

R1 Sol 1.0 31000000000 J/ha/ano 1 1 0.031 0.000 0.031

R2 Vento 1.0 31600000 J/ha/ano 1 2450 0.077 0.000 0.077

R3 Chuva 1.0 63300000000 J/ha/ano 1 31000 1962.300 0.000 1962.300

R4 Água de Córrego 1.0 47200000 J/ha/ano 1 176000 8.307 0.000 8.307

R5Fósforo atmosférico

1.0 4.53 kg/ha/ano 12200000000000

099.660 0.000 99.660

R6Nitrogênio atmosférico

1.0 3.4 kg/ha/ano 12410000000000

081.940 0.000 81.940

N1 Perda do solo 0 904000000 J/ha/ano 1 124000 0.000 112.096 112.096

M1Combustível Fóssil

0.01 445047148 J/ha/ano 1 110000 0.490 48.466 48.955

M2 Eletricidade 0.05 815000000 J/ha/ano 1 269000 10.962 208.273 219.235

M3Cálcio Queletizado

0.01 0.765 kg/ha/ano 1 380000000000 0.003 0.288 0.291

M4Sulfato de Magnésio

0.01 8.15 kg/ha/ano 1 380000000000 0.031 3.066 3.097

M5 Calcário 0.01 226.42 kg/ha/ano 1 1000000000000 2.264 224.156 226.420

Exemplo de cálculo

M6 Sementes 0.01 2.11 kg/ha/ano 1 1480000000000 0.031 3.092 3.123

M7 Concreto 0.01 90 kg/ha/ano 1 1540000000000 1.386 137.214 138.600

M8 Potássio 0.01 45.28 kg/ha/ano 1 1740000000000 0.788 77.999 78.787

M9 Aço 0.01 19.2 kg/ha/ano 1 2200000000000 0.422 41.818 42.240

M10 Mudas Frutíferas 0.01 36.8 US$/ha/ano 1 3110000000000 1.144 113.304 114.448

M11 Hormônios 0.01 52.7 US$/ha/ano 1 3110000000000 1.639 162.258 163.897

M12 Sulfato de Cobre 0.01 0.86 kg/ha/ano 1 6380000000000 0.055 5.432 5.487

M13 Fósforo 0.01 45.28 kg/ha/ano 1 22000000000000 9.962 986.198 996.160

M14 Nitrogênio 0.01 33.96 kg/ha/ano 1 24100000000000 8.184 810.252 818.436

M15 Fungicida 0.01 17.92 kg/ha/ano 1 24900000000000 4.462 441.746 446.208

M16 Herbicida 0.01 2.51 kg/ha/ano 1 24900000000000 0.625 61.874 62.499

M17 Inseticida 0.01 1.584 kg/ha/ano 1 24900000000000 0.394 39.047 39.442

S1 Mão de Obra 0.6 75700000 J/ha/ano 1 2800000 127.176 84.784 211.960

S2 Impostos 0.05 66.9 US$/ha/ano 1 3110000000000 10.403 197.656 208.059

S3 Externalidades 0 360 US$/ha/ano 1 3110000000000 0.000 1119.600 1119.600

Produto valor Valor calórico

Maçã

Massa 7188.68 kg/ha/ano

Umidade 84.3 %

Proteína 25 % 24000000 J/kg

Lipídios 25 % 39000000 J/kg

Carboidratos 7 % 17000000 J/kg

Preço 0.3 US$/kg


Nectarina


Umidade 87.6 %

Proteína 8.5 % 24000000 J/kg

Lipídios 2.6 % 39000000 J/kg


Preço 0.4 US$/kg


Cebola


Umidade 88.9 %

Proteína 15.3 % 24000000 J/kg

Lipídios 0.9 % 39000000 J/kg

Carboidratos 80.2 % 17000000 J/kg

Preço 0.37 US$/kg


Pêssego


Umidade 87.87 %

Proteína 8.2 % 24000000 J/kg

Lipídios 2.2 % 39000000 J/kg


Preço 0.43 US$/kg


Ameixa


Umidade 87.23 %

Proteína 5.5 % 24000000 J/kg

Lipídios 2.2 % 39000000 J/kg


Preço 0.8 US$/kg


Goiaba


Umidade 80.8 %

Proteína 13.3 % 24000000 J/kg

Lipídios 4.9 % 39000000 J/kg


Preço 1.25 US$/kg


Milho


Umidade 75.96 %

Proteína 13.4 % 24000000 J/kg

Lipídios 4.9 % 39000000 J/kg


Preço 0.15 US$/kg


Feijão


Umidade 14 %

Proteína 23.3 % 24000000 J/kg

Lipídios 1.5 % 39000000 J/kg


Preço 0.33 US$/kg


Pipoca


Umidade 35 %




Preço 0.6 US$/kg


Mandioca


Umidade 61.8 %

Proteína 2.9 % 24000000 J/kg

Lipídios 0.8 % 39000000 J/kg


Preço 0.05 US$/kg


Batata


Umidade 82.9 %

Proteína 10.5 % 24000000 J/kg



Preço 0.37 US$/kg


Batata doce


Umidade 69.5 %

Proteína 4.3 % 24000000 J/kg

Lipídios 0.3 % 39000000 J/kg


Preço 0.4 US$/kg


Amendoim


Umidade 6.4 %

Proteína 25.9 % 24000000 J/kg

Lipídios 46.9 % 39000000 J/kg


Preço 1 US$/kg


Abóbora


Umidade 95.7 %




Preço 0.2 US$/kg


Pepino


Umidade 96.8 %

Proteína 28.1 % 24000000 J/kg



Preço 0.34 US$/kg

Classificação das entradas Equação Fluxos agregados x E13 sej/ha/ano

Recursos renováveis da natureza R = Soma (Renováveis) 196.24

Recursos não renováveis da natureza N = Soma (Não renováveis) 11.21

I = R + N 207.45

Materiais da Economia M = Soma (Materiais) 336.45

Serviços da Economia S =Soma (Serviços) 140.20

F = M + S 494.69

Emergy usada Y = I + F 702.14

Sistema geral Valores Unidades

Área 26.5 ha

Massa seca total 1354.68 kg/ha/ano

Energia do produto 2.08 E10 J/ha/ano

Vendas 66225.83 US$/ano

Emergia recebida na venda 7.62 E13 sej/ha/yr

Valor real do produto 2302.11 em-US$/ha/yr

Índices de desempenho emergético

Equação ValorComentário

Transformidade (sej/J) Tr=Y/E=Emergia/Energia 337417 Bom

Transformidade (sej/kg) Tr=Y/M=Emergia/Massa seca 5.18 E12 -

Renovabilidade Ren=(100)*((R+Mr+Sr)/Y) 30.52% Baixa

Taxa de rendimento EYR=Y/(Mn + Sn) 1.47 Razoável

Taxa de investimento EIR=(Mn+Sn)/(R + Mr +Sr +N) 2.22 Razoável

Taxa de intercâmbio EER=Y/(Emergia recebida nas vendas) 0.92 Quase bom

Taxa de carga ambiental ELR=(N+Mn+Sn)/(R+Mr+Sr) 2.28 Exige cuidados

A renovabilidade é baixa (30%) em comparação a sistemas agro-florestais e agrosilvopastoris que valores entre 60 e 95%. Os valores de taxa de rendimento e de investimento são razoáveis. O produtor vende seus produtos a bom preço e quase atinge a igualdade entre a emergia do produto vendido e a emergia do dinheiro recebido.

Deve começar a se preocupar com os insumos que usa, pois são do tipo não renovável (derivados do petróleo).

Hoje usamos o computador para facilitar nossa vida. É possível fazer compras, acessar a conta bancária, consultar informações, etc.

Software para a avaliação emergética

Na página web do Laboratório de Engenharia Ecológica se explicações sobre a metodologia emergética, acesse: www.unicamp.br/fea/ortega.

http://www.unicamp.br/fea/ortega

Nessa página web pode acessar um sistema de avaliação emergética on-line de sistemas agrícolas.

Ao acessar o sistema, se abre uma página com explicações. Depois de ler elas, clique no link como indicado na figura.

Você será redirecionado para a página do sistema, onde poderá se cadastrar e começar sua análise.

Você poderá usar tabelas de modelos já estudados ou usar uma tabela geral (útil para qualquer sistema).

Pode usar ela para criar uma nova análise. Preencha as caixas de texto com os valores dos insumos utilizados no seu sistema.

Após o usuário colocar os dados o programa mostra uma nova página web com um gráfico que da as porcentagens de recursos renováveis e não renováveis utilizados e uma tabela com os indicadores emergéticos.

Desta forma podemos obter os índices emergéticos de uma forma fácil e rápida.

Qualquer pessoa pode acessar o sistema, modificar os valores existentes e verificar como a sustentabilidade é modificada com o aumento ou diminuição do uso de um insumo.

Acesse já e veja como é fácil!

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