Análise Emergética do SAF (Sistema Agroflorestal) Sítio Catavento
Doutorado: Teldes Corrêa Albuquerque, FEA,UNICAMP
INTRODUÇÃO
Albuquerque, 2006 formulou a hipótese que a implantação de um SAF poderia recuperar
áreas degradadas, hipótese esta estudada nesta pesquisa
JUSTIFICATIVA: O modelo de agricultura convencional, faz uso intensivo de insumos da economia industrial (defensivos agrícolas, maquinário excessivo, adubos químicos, etc.). Este modelo tem demonstrado ser altamente impactante no sistema ambiental, social e econômico. (Biodiversidade, solo e a água) Neste sentido, tem sido estudado novas alternativas de produção agrícola objetivando a recuperação dos solos, entre as quais se destaca a metodologia de sistemas agroflorestais (SAFs).
Estudar o comportamento dos diversos componentes de um sistema agroflorestal ao longo do processo de regeneração (sucessão natural das mesmas) e calcular os índices de desempenho ecológico, social e econômico do mesmo.
OBJETIVOS
O Sistema Agroflorestal sucessional proposto por Götsch, 2002, se baseia na dinâmica dos fenômenos naturais , como o consórcio de espécies, a sucessão vegetal e a ciclagem de nutrientes (Peneireiro, 1999).
SUCESSÃO NATURAL FLORESTAL
Desenhos aquarelados desta pesquisa são de Ornella Flandoli
-Limites-Componentes-Entradas-Saídas-Interações-Hierarquia
METODOLOGIA
MATERIAL: Um hectare de SAF do Sítio Catavento
Sítio Catavento (30 ha)
O SAF Iniciou em 2006.
O SÍTIO Áreas SAFs 0,8m
Áreas SAFs 0,8m
O AGRICULTOR e SOCIÓLOGO Fernando Ataliba
O agricultor visitou a Coopera-floresta, na Barra do
Turvo , em 2005 e surpreendeu-se positivamente com o SAF já desenvolvido e decidiu implementar uma
área experimental com o modelo de SAF sucessional
em sua propriedade.
Araribá, amora, mamão e uvaia
Tamarindo, Feijão Guandu, Guapuruvu, Mamona , Mandioca, etc.
Mandioca, cana de açúcar, margaridão, manga, banana e tamarindo
SAF Catavento: Foto
Família do Agricultor
Farmers’s houseFogão a lenha
O Feijão é armazenado em garrafas PET
Móveis de madeira
Janelas de madeira
SAF Catavento
O sistema florestal sucessional apresenta a necessidade de um
trabalhador por hectare.
Deve ser consciente de sua função e de
preferência saber fazer o manejo correto.
Essa pesquisa valoriza os SAFs pois, melhoram a serapilheira, solo,
biodiversidade, melhorando também a paisagem com várias espécies diferentes
ocupando a mesma área.
Na figura a seguir pode-se diferenciar uma paisagem de hoje predominada por
monoculturas de soja e cana-de-açúcar.
Análise EMergética
Emergia (escrita com "M") – É toda a energia disponível que foi usada, direta ou indiretamente, na fabricação de um produto, expressada em unidades de um tipo de energia disponível.
A eMergia mede a riqueza real, a qualidade de
uma espécie e é medida por sua emergia (unidade), podendo a base unitária ser: massa, energia, dinheiro, informação, região, pessoa, país e biosfera.
O trabalho da Natureza deve ser bem reconhecido e devidamente
valorizado no mercado. Somente assim será possível
compararcorretamente o rendimento do
sistema com relação ao investimento do setor econômico
Na Análise Emergética se faz primeiro um fluxograma com as entradas e saídas do sistema.
Energia Renovável Produção
MateriaisRenováveis
Infra-estrutura Materiais Serviços
Estoques internos:Biodiversidade,
biomassa, serapilheira.
$Familia
do produtor
Consumo familiar
Sistema Agroflorestal Sucessional
Saídas$
Preços
Resíduos
Serviços Renováveis
Resíduos
Serviços Ambientais
Serviços Financeiros
Família e agregados
Legumes
Grãos
Frutos
Madeiras
Biodiver-
sidadeÁgua
Solo
Sistema Agroflorestal (SAF)
MR1Materiais
renováveis (solo superficial)
EREnergia
Renovável
MR2Materiais
renováveis (serapilheira)
Tuberculos
Pioneiras (mat.org.)
Serviços ambientais
Frutas
Madeiras para diversos usos
Grãos
Tubérculos e raízes
Leguminosas
Fauna
Produtos do SAF
Fluxograma da área de agrofloresta do Sítio Catavento
Plantas atuando em série e em paralelo
Pioneiras que vão contribuir com sua biomassa p/ melhorar o solo, e plantas de adubação verde (leguminosas), as plantas que criam raízes, troncos, galhos e folhas que cederão sua matéria orgânica
Nota 1 Contribuições 2
Números
3
Unidades
4 Transformidade 5
Fluxo de
emergia
6
I
R Recursos da
Natureza
renováveis
Y
N Recursos da
Natureza não
renováveis
F
M Materiais da
economia
S Serviços da
economia
Para se obter os valores dos Índices Emergéticos, de acordo com o procedimento recomendado por ODUM (1999) é preciso converter cada linha dos fluxos de entrada do diagrama em uma linha de cálculo na tabela de avaliação de emergia.
MODELO DA CLASSIFICAÇÃO FEITA NA PESQUISA Pioneiras Comerciais
Classificação Botânica Classificação Funcional
Nome Popular Nome
Cientifico
Família Ciclo de Vida Estrato Função
Ecológica
Função
Econômica
Abacaxi Ananás comosus Bromeliaceae II B AF/MO A
Abóbora Corcubita sp. Curcubitaceae I B AF/MO A
Açafrão Curcuma longa Iridáceas II B MO/C P
Batata-doce Ipomoea batatas Convolvulacae II R MO/E A
Cana- de -
açúcar
Saccharum
officinarum
Poaceae II E MO/C/E A/F
Cará Dioscorea
trifida
Dioscoreaceae II M MO A
Feijão-arroz Vigna angularis Fabaceae I B/R N/MO A
Feijão-azuki Vigna angularis Fabaceae I A N/MO A
Feijão-de-corda Phaseolus
vulgaris
Fabaceae I A N/MO A
Feijão-
carioquinha
Phaseolus
vulgaris
Fabaceae I A N/MO A
Inhame Dioscorea
villosa
Dioscorea II B MO/AF/A/E A
Mandioca Manihot
sculenta
Euphorbiaceae II A MO A
Milho- criolo Zea mays Poaceae I E MO/AF A/F
Taioba Xanthosoma
sagittifolium
Araceae III M/B MO/AF/A/E A
(I) ciclo até seis meses (milho, feijão, abóbora);(II) seis meses e três anos (mamona, mandioca, mamão);(III) três e dez anos (a maioria dos frutais); (IV) dez a cinquenta anos (madeiras úteis na lavoura);(V) após cinquenta anos (madeiras nobres).
R = Rasteiro;B = Baixo;M = Médio;A = Alto;E = Emergente.
N = Fixadora de nitrogênio;M.O = Produção de matéria orgânica;AF = Alimento para a macrofauna;P = Atração de polinizadores;C = Ciclagem de nutrientes;E = Controle da erosão;A= Adaptáveis a regiões áridasMP = Retiram do solo metais pesados como alumínio;PR = Potencial de rebrota.
Al = Alimentação;M = Madeiras nobres;U = Madeiras utilitárias;F = Fibra;O = Ornamental;P= Pigmentos, tinturas, temperos ou medicinais;Mel= Interesse apícola (Mel).
Baseado na Cartilha Liberdade e vida com Agrofloresta e Cartilha ‘Y Ikatu Xingu
O cálculo tem a seguinte sequência: a estimativa do peso seco da biomassa aérea, feita segundo a equação alométrica desenvolvida para áreas de regeneração em floresta ombrófila densa segundo Nelson et al. (1999), Alves et al. (1997) e Saldarriaga et al. (1988), completando com dados da literatura sobre ecossistemas brasileiros com classificação similar ao Sítio Catavento tal que:
B(aérea) = 0.749 (D^2.011)
D = diâmetro à altura do peito (cm), B = biomassa aérea (peso seco) (kg/árvore),
onde
Cálculo da estimativa do estoque de biomassa das espécies do Sítio Catavento
Equação 1
Estimativa do estoque da biomassa total em kg/ha
A biomassa total foi calculada somando-se a biomassa aérea média (para cada estágio de desenvolvimento), com a biomassa do solo (raízes), segundo Cairns et al. (1997), tal que:
BT = (B aérea + exp(-1.085 + 0.926 ln(B))
Onde BT = biomassa total (kg/ha) e B = biomassa aérea (kg/ha)
Substituindo o valor de B na equação abaixo:
BT = (0,7949 (B^2,011)) + exp(-1.085 + 0.926 ln(0,749 (D^2,011)) Equação 3
Equação 2
.Cálculo da biomassa total as espécies frutíferas e madeiráveis no Sítio Catavento
Foi estimada a partir de um modelo logístico de crescimento de uma árvore Stewart (2007):
B = biomassa estimada em um tempo t;
A = Quanto que ela pode vir a crescer
K= capacidade genofenotipica da espécie : quanto de biomassa chegará na idade adulta
Onde Bi é a biomassa inicial da árvore plantada no sistema
A = (K – Bi) /Bi,
k = (ln (K / Bi)) / T
Nesta pesquisa foi assumido o valor inicial de 0,1 kg para cada árvore
T corresponde ao tempo máximo de vida da espécie arbórea individual
k = coeficiente indicativo de quão rápido irá crescer (condições)
Equação 4
Cálculo da Biomassa para as Espécies Pioneiras Comerciais e Não Comerciais
T = período de produção economicamente viável
K = produção inicialA = corresponde ao potencial de crescimento a ser desenvolvido (quanto que ela pode vir a crescer)Bf = valor final de produçãoC = é um coeficiente prático que considera a influência do impedimento do crescimento por sombreamento, a competição pelos nutrientes do solo e outros fatores que diminuem a produtividade das espécies.
Equação 5
RESULTADOS
Todas as espécies do SAF Catavento
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000 Biomassa Total de todas as espécies do Sítio Catavento
Tempo (anos)
Bio
mas
sa S
eca
em k
a/ha
ano
0 5 10 150
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Biomassa das espécies pioneiras não comerciais SAF
Tempo (anos)
Bio
mas
sa/ h
a an
o
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50-500
500
1,500
2,500
3,500
4,500
5,500
Biomassa das Espécies Pioneiras Comerciais
Tempo (anos)
Biomassa kg/ ha ano
Taxa estimada de produção de Biomassa das Árvores Frutíferas
0 10 20 30 40 500
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
AbacateAçaiBanana Maçã Banana NanicaBanana OuroBanana PãoBanana PrataCaféCaquiCocoGoiabaGuabirobaJaboticabaJacaLaranjaLimão CravoLimão GalegoLimão SicilianoMamãoManga EnxertadaManga Não Enxertada
Tempo (Anos)
Biomassa (kg/ha/ano)
0 10 20 30 40 500
5000
10000
15000
Taxa de Produção de Biomassa das Árvores Não Frutíferas (Madeiráveis)
Amora Anda assu Araribá Araticum Aroeira Árvore do PinguçoBabosa branca Canafistula Capixingui Chichá Copaiba EmbaubaEscova de macaco Fedegoso Fumo bravo Gliricidea Grandiuva GrumixamaGuapuruvu Ingá Ipê Rosa Jacarandá Jatobá LeucenaLouro Mutambo Paineira Pau formiga Pau Viola Sabão de SoldadoSanta Bárbara Seringueira Sibipiruna Sombreiro Tefrósia Timburí
Tempo (Anos)
Biomassa (kg/ha/ano)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Comportamento da produção do sistema e total dos estoques que são produzidos durante o
desenvolvimento do SAF.
Árvores Frutíferas Madeiraveis Pioneiras ComerciaisPioneiras Não Comerciais PPL
Tempo (anos)
Bio
mas
sa e
m k
g ha
ano
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501.0E+09
2.0E+09
3.0E+09
4.0E+09 Energia Total dos Produtos : SAF
Tempo (anos)
J/ha
/ano
Indices Emergéticos
TransformidadeRenovabilidadeRazão de InvestimentoRazão de IntercâmbioRazão de Rendimento
0 10 20 30 40 500.00E+00
1.00E+15
2.00E+15
3.00E+15
4.00E+15
5.00E+15
6.00E+15
7.00E+15
8.00E+15
9.00E+15
Fluxos Agregados
Y R M S N
Tempo (anos)
Emer
gia
(seJ
/J)
0 10 20 30 40 500
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Transformidade do SAF (Tr=Y/Ep)
Tempo (Anos)
seJ/
J
Avalia a qualidade do fluxo de energia e permite fazer comparações com outros sistemas. É inverso da eficiência, portanto, quanto menor for seu valor maior eficiência terá o sistema .
855000 seJ/J Sítio Santa Helena (Convencional)98000 seJ/J Sítio Nata da Serra (Sítio Orgânico)
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0 10 20 30 40 50
%
Tempo (Anos)
Renovabilidade (R%)
Avalia a sustentabilidade dos sistemas de produção. No ano 1 e 2 fica em torno de 53%, crescendo no ano 3 para 80% , fica nesta faixa até o ano 26 88% e chega a e no ano 37 a 90%.Comparando-se Nata 51%, S.Helena 27%, Confinado 3%
0 10 20 30 40 500
2
4
6
8
10
12
14
16 Taxa de Rendimento Emergético (EYR) Y/F
Tempo (Anos)
EYR é a relação do total de emergia investida (Y) por unidade de investimento econômico (F). Aqui no ano 1 e 2 o valor é 2, nos anos seguintes o valor é 6 , ano 28 é 9, ano 46 o valor é 13.Na agricultura convencional o valor está entre 1,05 até 1,35. A contribuição da natureza nos SAFs é melhor em comparação com recursos vindos da economia
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 10 20 30 40 50Tempo (Anos)
Taxa de Investimento Emergético (EIR)
EIR Índice que mostra a quantidade de recursos da Economia (F) que é necessária para obter recursos da Natureza (I). EIR é calculado para sabermos se o uso de recursos da economia (despesas investidas) terá uma boa contrapartida de recursos naturais (por enquanto não pagamos por eles). O valor de EIR da agricultura convencional está entre 5 e 8. Valores menores são considerados ótimos Nos SAFs média 0,17.
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
0 10 20 30 40 50Tempo (Anos)
Taxa Intercâmbio Emergético (EER)
EER mostra que a relação de intercâmbio de emergia é satisfatória durante todo o processo. Ela se torna rapidamente favorável ao produtor até o quinto ano, depois a relação se mantém em patamar conveniente.Nata 0,9 S Helena 2,33, Pastagem 22, Confinado 12
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000.0
5000.0
10000.0
15000.0
20000.0
25000.0 Receita Anual das Espécies do SAF Catavento em 100anos
Árvores Frutíferas
Árvores Não Frutíferas
Pioneiras Comerciais
Receitas Sem Ambientais
Tempo (Anos)
Receita US$ haano
Receita Custo Lucro Tempo Patronal Familiar T PatronaFamiliar T Patronal Familiar1 1.411 5.311 1 4609 709 1 -3198 4.6022 1.812 5.712 2 3933 33 2 -2121 5.6793 2.528 6.428 3 3933 33 3 -1405 6.3954 3.385 7.285 4 3933 33 4 -548 7.2525 4.468 8.368 5 3933 33 5 535 8.3356 4.872 8.772 6 3933 33 6 939 8.7397 4.847 8.747 7 3933 33 7 914 8.7148 4.808 8.708 8 3933 33 8 875 8.6759 4.795 8.695 9 3933 33 9 862 8.66210 4.387 8.287 10 3933 33 10 454 8.25411 4.232 8.132 11 3933 33 11 299 8.09912 4.416 8.316 12 3933 33 12 483 8.28313 4.647 8.547 13 3933 33 13 714 8.51414 4.905 8.805 14 3933 33 14 972 8.77215 5.163 9.063 15 3933 33 15 1230 9.03016 5.405 9.305 16 3933 33 16 1472 9.27217 5.414 9.314 17 3933 33 17 1481 9.28118 5.767 9.667 18 3933 33 18 1834 9.63419 6.274 10.174 19 3933 33 19 2341 10.14120 6.050 9.950 20 3933 33 20 2117 9.917
0 10 20 30 40 500
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
Patronal (1 trabalhador fixo) Familiar (Sem empregado fixo)
Tempo (Anos)
Rec
eita
Líq
uida
(US$
/ha/
ano)
CONCLUSÕES
Todos os índices emergéticos apresentam valores considerados ótimos quando se compara com os índices emergéticos do sistema convencional, provando que a implantação de um SAF pode ser um bom investimento social, ecológico e econômico.
A partir desta pesquisa podemos apresentar uma proposta de recuperação florestal por meio de implantação de SAF com a ferramenta da análise emergética e simulação de sistemas.
A opção tecnológica e social dos sistemas agroflorestais é adequada para a transição ao desenvolvimento sustentável, em um mundo onde os recursos não renováveis não mais poderão ser utilizados de maneira inconsequente e que deverá cuidar da mitigação das mudanças climáticas e incluir os custos das dívidas sociais e ambientais.
Referências BibliográficasALBUQUERQUE, T. C. Avaliação emergética de propriedades Agrosilvipastoris do Brasil e da Colômbia. 2006. 213f. Dissertação (Mestrado/Eng - Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2006.ODUM, H.T. 2000. Folio #2: Emergy of global Processes. Handbook of Emergy Evaluation: A compendium of data for emergy computation issued in a series of folios Center for Environmental Policy, Univ. of Florida, Gainesville.CAIRNS, M.A., BROWN, S., HELMER, E.H., BAUMGARDNER, G.A., 1997. Root biomass allocation in the world’s upland forests. ecologica, 111: 1–11.CAIRNS, M.A., et al. Root biomass allocation in the world’s upland forests. O ecologica, n.111, p.1–11, 1997.ODUM, H.T., M.T. BROWN, AND S. L. BRANDT-WILLIAMS. 2000. Folio #1: Handbook of Emergy Evaluation: A compendium of data for emergy computation issued in a series of folios. Center for Environmental Policy, Univ. of Florida, Gainesville.ODUM, H.T. Environmental Accounting: emergy and decision making. John Wiley, NY, 1996, 370 pp.PENEIREIRO, F. M. et al. Apostila do educador agroflorestal 2008– Introdução aos sistemas agroflorestais – um guia técnico. Arboreto, UFAC, Rio Branco. 77p.Peneireiro, F. M. Sistemas agroflorestais dirigidos pela sucessão natural: um estudo de caso. 1999. Tese de mestrado, USP, Piracicaba. 138p. GÖTSCH, E. (1995). O Renascer da Agricultura. Rio de Janeiro: AS-PTA, 1995, 22p.VIVAN, J. L. Agricultura & Floresta – Princípios de uma Interação Vital. AS-PTA/Editora Agropecuária, 1998, 207p.
É importante compreender o
processo de recuperação das
áreas degradadas com a
implantação de SAFs
reconstruindo a paisagem local?
Reflexão