“EVOLUÇÃO DA METODOLOGIA PARA REALIZAR BALANÇOS DE EMERGIA DE PRODUTOS AGRÍCOLAS:

estudo de caso da produção de milho”

Carla Regina Lanzotti e Enrique Ortega

RESUMO

O objetivo deste artigo é mostrar como evoluiu o método de avaliação emergética de produtos agrícolas, analisando os trabalhos publicados sobre a produção de milho e sugerir uma planilha adequada para aproveitar os dados existentes na literatura brasileira sobre custos de matérias-primas agrícolas. Basicamente utilizamos para o nosso estudo as análises de Odum (1984), Odum (1987), Ulgiati e colaboradores (1994), Comar e Ortega (1996) e Pillet (1993).

Tendo em mãos essas informações, aplicamos a metodologia emergética ao estudo de um caso brasileiro usando as valiosas informações publicadas pela empresa de consultoria FNP (1996). Estes dados são bastante detalhados, porém expressos em unidades monetárias (dólar) e desconsideram os fatores ambientais e a estrutura de organização da produção.

Após comparar os resultados, elaboramos uma proposta de planilha para análise energética da produção de milho (LEIA) que usa alguns dados da FNP e incorpora os valores em falta (ambientais e outros) e que podem servir de modelo para analisar o balanço emergético de outros produtos agrícolas.

INTRODUÇÃO

Reconhecemos a importância da análise emergética desenvolvida pelo Dr. H.T. Odum e colaboradores da Universidade da Flórida (Odum, 1996), porém, para poder entendê-la, aproveitá-la e repassar estes conhecimentos aos alunos brasileiros, consideramos necessário mostrar os cálculos passo a passo, entender e explicar os diagramas de fluxo de energia e analisar e comparar os resultados obtidos.

Selecionamos o caso do milho porque foi estudado em diversas datas e locais por pesquisadores que usam a metodologia energética.

Descobrimos que a metodologia do balanço de energia do milho foi evoluindo no decorrer dos anos, sempre no sentido de representar mais fielmente a realidade e, nos casos mais recentes, aproveitando os estudos sobre o uso da energia na agricultura.

No Brasil não achamos dados sobre uso da energia na produção agrícola, porém descobrimos tabelas de custos de produção agrícola bem elaboradas pela Empresa Brasileira de Assistência Técnica e Extensão Rural (EMATER), órgão do governo federal, que são compiladas, complementadas e publicadas por uma empresa de consultoria agropecuária (FNP). Todos os dados desta publicação estão expressos em dólares, devido às características de grande variação cambial da moeda brasileira.

Nosso desafio foi descobrir se esses valores monetários geram uma tabela de fluxos de energia aceitável, o que só foi possível realizar comparando nossa planilha com as planilhas mais recentes dos pesquisadores consultados.

MATERIAIS E MÉTODOS

Colocamos a seguir os diagramas de fluxos de energia, as tabelas de energia e o memorial de cálculo dos seguintes autores:

1 - Odum (1984), milho dos Estados Unidos; 2 - Odum (1987), milho dos Estados Unidos; 3 - Ulgiati e colaboradores (1994), milho dos Estados Unidos;

100

4 - Comar e Ortega (1996), milho de Botucatu (Brasil); 5 - FNP (1996), milho do Brasil; 6 - LEIA (1998), milho do Brasil; 7 - Pillet (1993), milho do México (subsistência).

Os trabalhos de Odum (1987) e Pillet (1993) mostram apenas o diagrama de fluxo de emergia, pois não possuem tabela de cálculo dos fluxos de energia. Por esses motivos não foram considerados na nossa análise comparativa, apenas foram usados os valores de transformidade e índices de energia quando disponíveis.

1 - Planilha de Odum (EUA, 1984)

Process

solo

chuva

vento

sol

plantação

fertilizantes pesticidas

sementes

combustíveis

serviços

Milho (grão) 5390 kg

Sabugo 10780 kg

4556.9

162.7 14.58

180

1

283

E13 seJ/J

Memorial de Cálculo A01. Luz solar indireta (chuva)

0 61000 10000 5000

15000 450 133

2 3. .

.m

m anox

kgm

xha

xJ

kgaguax

seJJ

EseJ

ha ano=

A02. Perda de solo no uso agrícola específico (Larson, 1983)

10 1000 004 5400 4186 63000 569 13ton

ha anox

kgton

xkgm o

solox

kcalkgm o

xJ

calx

seJJ

EseJJ.

.. .

. ..=

A03. Fertilizantes

Fósforo (P): 72 141 13 1015 13kgP

ha anox E

seJkgP

EseJ

ha ano.. .

.=

Nitrogênio (N): 128 419 12 536 13kgN

ha anox E

seJkgN

EseJ

ha ano.. .

.=

101

Potássio (K): 80 9 5 11 7 6 13kgK

ha anox E seJ

kgkE seJ

ha ano.. .

.=

Subtotal de fertilizantes: (101.5 + 53.6 + 7.6) E13 = 162.7 E13 A04. Pesticida (Pimentel e Pimentel, 1979) Valor do pesticida colocado em um hectare anualmente expresso em termos de valor energético de petróleo.

2 87 5 4186 66000 8 0 13..

.E calha ano

x Jcal

x seJJ

E seJanopetróleo

=

A05. Sementes (Pimentel e Pimentel, 1979)

5 25 5 4186 66000 145 13.(

..

.E

calha ano

x Jcal

x seJJ

E seJha ano

petróleo)petróleo

=

A06. Combustíveis (Pimentel e Pimentel, 1979)

6 53 6 4186 66000 180 13.(

. .E

calha ano

xJ

calx

seJJ

EseJ

ha anopetróleo)

petróleo=

A07. Serviços (Pimentel e Pimentel, 1979)

150 5 39 3 5 12 283 13US

ton milhox

ton milhoha ano

x EseJUS

EseJ

ha ano$

. (.

..

.$ .grão)

=

A08. Milho produzido (grão)

anohaJ

Ekcal

Jx

milhokgkcal

xtonkg

xanoha

ton.

100.8418635001000.

39.5 =

A09 Sabugo

anohaJ

Ekcal

Jx

sabugokgkcal

xtonkg

xanoha

tonx

.100.16418635001000

.39.52 =

Índices Emergia total do sistema U = [(45.0 + 56.9) + (162.7+ 8.0+14.5+180.0)+(283.0)] E13 U = [(101.9)+(365.2)+(283.0)] E13] = [(101.9)+ (648.2)] E13 = 750.1 E13 Transformidades

Tr milho = UsistemaQmilho

E seJ ha anoE J ha ano

E seJJ

= =7501 13

8 0 109 4 4

. / .. / .

.

Tr sabugo = UsistemaQmilho

E seJ ha anoE J ha ano

E seJJ

= =7501 13

160 104 7 4

. / .. / .

.

Razão de Investimento Emergético (impacto ambiental) FI

EE

= =648 2 131019 13

6 36..

. ( menor que a média da agricultura EUA (7.0))

Razão de Produção Emergética (considerando só milho em grão *) YF

E J EE

EE

= = = →( . ) ( .

...

. .80 10 9 4 4)

648 2 13752 0 13648 2 13

116 2 32 (total considerando o sabugo)

Razão de Carga Ambiental ( ) ( . ) ( .

..

N FR

E EE

+=

+=

569 13 648 2 13)450 13

15 66

Porcentagem de Energia Renovável

R x RY

xEE

= = =100 10045 13752 13

5 98.

102

Sustentabilidade

ESI EYRELR

= = =11615

0 07..66

.

2 - Diagrama, Transformidade e Índice F/I de Odum (EUA, 1987)

banco

mercado

albedo

fazenda ou sítio

mão deobra

externa

sol,chuva,vento

combust.e

eletricid.

maq.

agric.

fertil. e

pestic. outrosinsumos serv.

adm. serv.gov.

produção

mão deobra

residente

empréstimos

principal e juros

subsídios

impostos

preço

colheita bens

$solo

milhosabugo

Índices

Transformidade do milho = 113 05. EseJJ

FI

= =2317158

3.65.

.23

3 - Produção de milho dos EUA, Ulgiati et al(1994) Memorial de Cálculo Contribuições Ambientais C01.Energia Solar Absorção líquida, média da radiação solar =110kcal/cm2/ano [Odum e Odum, 1987, p.97] Energia (J/ano)= (área)(média de insolação) = 4,60E+13 J/ano C02. Potencial Químico da Chuva Chuva (média dos EUA) = 0,87 m/ano [Odum e Odum, 1987, p.97] Evapotranspiração da chuva = 0,60 m/ano/ha (69 % de chuva total) Pimentel et al. (1995, p.1118) Energia = (área)(água evapotranspirada)(densidade da água) (energia livre de Gibbs por grama de água) = 2,97E+10 J/ano C03. Energia Cinética do Vento Média das 25 estações nos EUA (Swaney, 1978) Coeficiente da difusão em contracorrente: 22.3 (Janeiro) e 23.6 (Julho) m3/m/s Gradiente vertical da velocidade do vento: 6.08E-3 (Janeiro); 1.78E-3 (Julho) m/s/m

103

Altura = 1000 m. Área = 10 000 m. Densidade do Ar = 1,23E+00 kg/m3 Energia do Vento = (altura)(densidade do ar)(coeficiente de difusão)(gradiente do vento)^2 (s/ano)(área) Energia do vento no inverno = 1,60E+11J/ano Energia do vento no verão = 1,45E+10 J/ano Energia do vento na área = 8,7E+10 J/ano

Reciclagemde materiais no campo

Plantação

Sol

Chuva

CicloGeológico

Vento

Solo

InsumosNPK Calcário

Inset,Pest eHerb.

Maquin.Agríc

Água p/irrig. emcanais

Gasolina

Mão deObra

Eletricidade

Sementes

Diesel

Reciclagemde materiaisno campo

Fertilizanteslixiviados

Pesticidaslixiviados

Governo

Admin

Água

Milho = 11 E10

4.6

26.1

53.9

49.9

133.5

11.6

42.5

8.4

8.636.9

2.86.742.633.380.1

E 13 seJ/J

Secagem etransporte

C04.Ciclo Geológico(estado estacionário do levantamento balanceado pela erosão) Valor médio para os EUA calculado assumindo fluxo de calor baseado em idade, seguindo método e data de Sclater et al. (1980) Média do fluxo de calor por área 1,45E+06 J/m2.ano [Odum e Odum, 1987, p.98] Energia (J/ano) = (área)(fluxo de calor por área) = 1,45E+10 J/ano

Energia m x . E J

m .ano . E

Jano

= =10000 145 06 145 1022

Fase da Produção Agrícola C05a. Perda de Solo quando os resíduos são deixados no campo Taxa de erosão = 2 000 g/m2/ano [Pimentel e Krummel, 1987] % de material orgânico no solo = 0,04 [Pimentel et al., 1995, p.1118] Energia contida em g orgânico = 5,40 kcal/g Perda de solo líquida = (área cultivada)(taxa de erosão)

Perdadesolo m xg

m anoE

gano

líquida = =10000 2 20002

2 00 07.

.

Material orgânico consumido no solo = (massa total do solo)(% orgânico)

104

Material Orgânico E gano

x E gano

= =2 00 07 0 04 800 05. . .

Perda de Energia = (perda de material orgânico)(5.4 kcal/g)(4186 J/kcal)

Perdade Energia Eg

anox

kcalg

xJ

kcalE

Jano

= =8 00 05 5 4 4186 181 10. . .

C05b. Perda de Solo, quando os resíduos são colhidos Perda líquida de solo, quando os resíduos são removidos = 2 * (perda quando resíduos são deixados no campo) = 4,00E+07 g/m2/ano Material orgânico consumido no solo = 1,60E+06 g/ano

Perdade Energia Eg

anox

kcalg

xJ

kcalE

Jano

= =160 06 5 4 4186 3 62 10. . .

C06. Nitrogênio N = 138 kg/ano [TVA, 1992] Outras estimativas: 142 kg/ha (Marle e Turhollow, 1991, USA, p.1309); 135 kg/ha (DeLuchi, 1991, USA); C07. Fosfato P2O5 = 53 kg/ano [TVA, 1992] Outras estimativas: 56 kg/ha (Marle e Turhollow, 1991, USA, p.1309); 63 kg/ha (DeLuchi, 1991, USA); C08. Potássio K2O = 64 kg/ano [TVA, 1992] Outras estimativas: 71 kg/ha (Marle e Turhollow, 1991, USA, p.1309); 72 kg/ha (DeLuchi, 1991, USA); C09. Calcário Total usado = 4,26E+05 g/ano [Pimentel e Wen, 1990] Outras estimativas: Uso global de fertilizantes, no lugar dos valores dos itens 6 - 9 Total usado = 1,17E+10 J/ano [Marle e Turhollow, 1991, Tabela 2]

Total usado E gano

E gano

E gano

E gano

E Jano

= + + + =138 05 5 30 04 6 40 04 4 26 05 117 10. . . . .

C10. Inseticidas, Pesticidas e Herbicidas Total usado = 4500 g/ano [Pimentel et al., 1993] C11. Diesel Usado pelas máquinas = 60 kg/ano [Pimentel e Wen, 1990] Somente 60% do milho americano é seco. A secagem consome 200 kcal/kg de milho; assim, na média, o diesel usado para secagem é = (7,500 kg/ha)(0.60)(200 kcal/kg)(4186 J/kcal)

60 4 45 07 267 07kgdieselha ano

x EJ

kg dieselE

Jha ano.

..

=

D11b. Usado p/ secagem = 85 kg/ano Diesel total usado = 145 kg/ano Outras estimativas: 123 kg/ha, (Marle e Turhollow, 1991, USA, p.1309, incluindo todos os combustíveis); 120 kg/ha (DeLuchi, 1991, USA). Lower heating value = 4,45E+07 J/kg [Ellington et al, 1993, p. 408]

Energia kg

anoJ

kgJ

ano= = x . E07 . E09 145 4 45 6 43

105

C12. Lubrificantes Total usado = 0 kg/ano [não calculado] Lower heating value = 4,61E+07 J/kg [Ellington et al, 1993, p. 408] Energia (J/y) = (uso total)(Energia contida por kg) = 0,00E+00 J/ano C13. Gasolina Total usado = 32 kg/ano [Pimentel e Wen, 1990] Lower heating value = 4,07E+07 J/Kg [Ellington et al, 1993, p. 408]

Energiakg

anox E

Jkg

EJ

ano= =32 4 07 07 130 09. .

C14. Maquinário Agrícola (assumindo 10 anos de vida útil) Total usado = 5,50E+04 g/ano [Pimentel e Wen, 1990] C15. Eletricidade Usada na fazenda = 116 kwh/ano [Pimentel e Wen, 1990] C16. Sementes Total usado = 2,10E+04 g/ano [Pimentel e Wen, 1990] Energia contida nas sementes = 1,47E+04 J/g [Pimentel, 1980]

Energia das sementes Eg

anox E

Jg

EJ

ano= =210 04 1 47 04 3 08 08. . .

C17. Mão-de-obra Trabalho total aplicado = 10 horas/ano.hectare [Pimentel e Wen, 1990] = 1,25 dias, considerando 8 horas/dia Energia do metabolismo diária = 3 000 kcal/dia por pessoa Energia total aplicada por ano = 3,75E+03 kcal/dia= 1,57E+07 J/ano C18. Irrigação Cerca de 7 milhões de litros de água são necessários para irrigar um hectare de milho por ano. Somente 14% do milho é irrigado nos EUA, onde a chuva é menor que a média. Isto significa uma média de 980.000 litros de água por hectare por ano. Cerca de 60% de água de irrigação vem de canais e 40% vem de poço. C18a. Água de canais usada = 5,88E+05 l/ano Energia total livre na água = (volume da água)(densidade da água)(Energia livre de Gibbs por grama) = 2,90E+09 J/ano C18b. Água de poço usada = 3,92E+05 l/ano Energia total livre na água = (volume) (densidade) (Energia livre de Gibbs por grama) = 1,94E+09 J/ano Para irrigação com água de canais, a energia fóssil custa cerca de: 4,77E+03 J/l [Pimentel, 1980] Para irrigação com água com profundidade de 100m, a energia fóssil custa cerca de: 1,47E+04 J/l [Pimentel, 1980] Custo total de energia fóssil = 8,55E+09 J/ano C19. Milho Produzido Produção = 7,50E+06 g/ano [USDA, 1993] Outras estimativas: 7,47E+06 g/ano [Marle e Turhollow, 1991, USA, p.1310] 6,10E+06 g/ano [DeLuchi, 1991, USA] Energia contida nas sementes = 1,47E+04 J/g [Pimentel, 1980] Energia total do milho =1,10E+11 J/ano Índices Transformidade do milho = 4,65E+04 sej/J Razão produção por emergia = Y/F = 1,87 Razão de investimento por emergia = F/I = 1,15 Razão de carga ambiental = (N + F) /R = 3,92 Porcentagem de energia renovável = %R = 100 (R/Y) = 20.33 Sustentabilidade emergética EYR/ELR = 0,48

106

Análise Emergética da produção de milho nos EUA (média nacional de 1994 - valores por hectare)

Transformidade Ref. Emergia Solar # Item Unid Unid/ha/ano solar p/ (E14

(sej/unid) Transf. sej/ha/ano) Contribuições Ambientais 23.73

C2 Potencial químico da chuva J 2,97E+10 1,82E+04 [2] 5,39 C4 Ciclo da Terra J 1,45E+10 3,44E+04 [2] 4,99 C5 Perda de solo J 1,81E+10 7,38E+04 [1] 13,35

Contribuições Econômicas 27.33 C6 Nitrogênio g 1,38E+05 3,80E+09 [2] 5,24 C7 Fosfato g 5,30E+04 3,90E+09 [2] 2,07 C8 Potássio g 6,40E+04 1,10E+09 [2] 0,70 C9 Calcário g 4,26E+05 1,00E+09 [2] 4,26

C10 Insetic.,pestic.e herbic. g 4,50E+03 1,48E+10 [1] 0,67 C11 Diesel J 6,43E+09 6,60E+04 [1] 4,25 C12 Lubrificantes J 0,00E+00 6,60E+04 [1] 0,00 C13 Gasolina J 1,30E+09 6,60E+04 [1] 0,86 C14 Maquinário Agrícola g 5,50E+04 6,70E+09 [1] 3,69 C15 Eletricidade J 4,19E+08 2,00E+05 [1] 0,84 C16 Sementes J 3,08E+08 8,94E+04 [3] 0,28 C17 Mão-de-obra J 1,57E+07 7,38E+06 [3] 1,16 C18 Superfície p/ irrigação J 2,90E+09 4,10E+04 [1] 1,19 C18 Irrigação por poço J 1,94E+09 1,10E+05 [1] 2,14

Emergia Total 51,06

Produção da fase Agrícola Produção Valor Calórico Energia Total

C19 Milho produzido J 7.50E+06 1.47E+07 1.10 E13

4 - Cálculo de Comar e Ortega (Botucatu , Brasil, 1996)

Process

solo

chuva

vento

sol

plantação

Sementes Calcário Fertilizantes

combustíveis

Maq.Agrícola

Milho

Eletricidade

Sabugo

107

Memorial de Cálculo D01. Chuva

0 1 06 5 1 04 3 103

2 3

2

.6.

mm ano

x E gm

x Jg

x E mha

E Jano

=

D02. Perda do solo no uso agrícola específico

10 1000 004 5400 4186 63000 569 13tonha ano

x kgton

xkgm o

solox kcal

kgm ox J

calx seJ

JE seJ

J..

. .. .

.=

D03. Sementes

5 25 5 4186 2 2 9..

..

E kcalha ano

x Jkcal

E Jha ano

=

D04. Fertilizantes

Nitrogênio = 1 5.28.

Eg

ha ano

Fosfato = 7 20 4..

E gha ano

Potássio = 8 00 4..

E gha ano

D05. Pesticidas

2 87 05 4186 119 09..

..

Ekcal

ha anox

Jkcal

EJ

ha ano=

D06. Combustíveis

6 53 06 4186 273 10..

..

E kcalha ano

x Jkcal

E Jha ano

=

D07. Mão-de-Obra 2 70 02.$

Eano

D08. Administração 5 39 02. $Eano

D09. Bens = =1158 0 5 5 79 02ha x Eano

. .$

D10. Milho

5 460 3 5 4186 1 03 8 00 10..

. .kgha ano

x kcalg

x Jkcal

x E gkg

E Jano

=

D11. Sabugo

10900 3 5 4186 1 03 160 11kg

ha anox

kcalg

xJ

kcalx E

gkg

EJ

ano.. .=

Índices Razão Produção por Emergia Y/F=1,09 Razão Investimento por Emergia F/I=10,67 Razão de Carga Ambiental (N + F)/R =28.4 Porcentagem de Energia Renovável %R = 100 (R/Y) = 3.40 Transformidade do Milho (Y)/ energia =165000 Sustentabilidade Emergética EYR/ELR = 0.03

108

Análise Emergética da produção de milho em Botucatu (1996 - valores por hectare) Ano. Item Unid Unid./ano Transformidade

sej/unidade Emergia Solar % de

Emergia CONTRIBUIÇÕES AMBIENTAIS ( I ) 1,13E+15 9%

D1 Potencial químico da chuva J 3,00E+10 1,50E+04 4,50E+14 3% D2 Perda de solo no seu uso J 1,09E+10 6,30E+04 6,84E+14 5%

CONTRIBUIÇÕES ECONÔMICAS ( F ) 1,21E+16 91%

Insumos 1,45E+14 1%

D3 Sementes J 2,20E+09 6,60E+04 1,45E+14 1%

D4 Calcário 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0% D5 Fertilizantes (NPK) ------ ------ ------ 1,63E+15 12%

Nitrogênio kg 1,28E+05 4,19E+09 5,36E+14 4%

Fosfato kg 7,20E+04 1,41E+10 1,02E+15 8%

Potassio kg 8,00E+04 9,50E+08 7,60E+13 1%

D6 Pesticidas J 1,19E+09 6,60E+04 7,87E+13 1% Operações da Lavoura ------ ------ ------ 3,44E+15 26%

D7 Combustíveis J 2,73E+10 6,60E+04 1,80E+15 14%

D8 Mão-de-obra $ 2,70E+02 6,08E+12 1,64E+15 12%

Administração 3,28E+15 25%

D9 Assessoria Técnica e Adm. $ 5,39E+02 6,08E+12 3,28E+15 25% D10 Bens $ 5,79E+02 6,08E+12 3,52E+15 27%

VALOR DA PRODUÇÃO (Y) 1.32 E+16 100%

D11 Produção de milho: Produção Valor Calórico Unit

Calor Total Emergia

Grãos kg 5,46E+03 1,47E+07 8,00E+10 6,62E+15

Sabugo kg 1,09E+04 1,47E+07 1,60E+11 1,32E+16

5 - Cálculo de FNP (1997)

plantação

Chuva

Vento

Sol

milho 6000 kg

Fertilizantes Calcáreo Sementes Pesticidas Operaçõesna lavoura

Conserv/Deprec.

ServiçosPúblicos

sabugo, folhas, raízes

Adminis-tração11.26 6.84 42.1

37.7

41.2

1.1

31.1

E13 sej/ha.ano

1.1

109

Memorial de Cálculo Insumos

E01. Sementes 3300 210 6 93 01..

.$

.$

.kg

ha anox

USkg

EUS

ha ano=

E02. Calcário 0 75 15 00 113 01..

. $ . $.

tha ano

x USt

E USha ano

=

E03. Fertilizante 4-30-16+Zn 0 35 332 00 116 02..

.$

.$

.ton

ha anox

USton

EUS

ha ano=

E04. Sulfato de Amônia 0 30 230 00 6 90 01..

.$

.$

.ton

ha anox

USton

EUS

ha ano=

E05. Herbicida - Roundup 4 9 00 3 60 01tonha ano

x USton

E USha ano.

. $ . $.

=

E06. Inseticida para tratamento de sementes

0 44 2273 100 01..

. $ . $.

tonha ano

x USton

E USha ano

=

E07. Inseticida - Lorsbon 0 60 8 50 510..

.$

.$

.ton

ha anox

USton

USha ano

=

Operações na Lavoura (US$/ha)

E08. Plantio

0 6090 4 2 12

2383 143 01.. . .

. $ . $horaTp cv x plant prec lin

x USHM

E USha

−+

=máquina

E09. Cobertura/Cultivo

0 2361 4 2

8 79 202./

.$

.$HM

Tp cv x cult adubx

USHM

USha+

=

E10. Pulverização Herbicida (2 X)

01961 4 2 600

9 72 185..

.$

.$HM

Tp cv x pulv Ix

USHM

USha

=

E11. Pulverização Inseticida (2X)

0 3861 4 2 600

9 72 3 69..

. $ .$Hm

Tp cv x pulv Ix US

HMUSha+

=

E12. Transporte Interno

13061 4 2 2

8 67 113 01.)

. $ . $HMTp cv x carreta t

x USHM

E USha+

=

E13. Colheita

100 2403 2 40 01. .$

.$HM

Automotrizx

USHm

EUSha

=

E14. Operações Manuais

0 60 810 4 86. hom . $ . $ensdia

x USdia

USano

=

Custos diretos

Custo de Operação Direta = Insumos Agrícolas + Operações = 3.56 E02US$ano

na Lavoura

110

Administração

E15. Viagens 6% 6% 3 56 02 214 01custos E E USano

= =( . ) . $

E16. Assistência Técnica 1% 1% 3 56 02 3 56 01( ) ( . ) .$

custos E EUSano

= =

E17. Mão-de-Obra Administrativa

2 5% 25% 3 56 02 8 90 01. ( ) . ( . ) . $custos E E USano

= =

E18. Contabilidade/Escritório

15 15% 3 56 02 5 34 01. % ( ) . ( . ) .$

custos E EUSano

= =

E19. Conservação/Depreciação de Bens

0 5% 0 5% 3 56 02 178. ( ) . ( . ) . $custos E USano

= =

E20. Comercialização 2% 2% 610) 122 01( ( .$

receita) EUSano

= =

E21. Impostos 3% 3% 610) 183 01( ( . $receita) E USano

= =

E22. Produção de milho

6000 3 5 4186 1 03 8 79 10kg

ha anox

kcalg

xJ

kcalx E

gkg

EJ

ha ano.. .

.=

Avaliação Emergética do Sistema de Produção de Milho, Brasil, 1997

Anot. Item Unid. Unidade/ano Transformidade sej/unidade

Emergia Solar % de Emergia

Total Insumos ------ ------ ------ 1,93E+15 70%

E1 Sementes $ 6,93E+01 6,08E+12 4,21E+14 15%

E2 Calcário $ 1,13E+01 6,08E+12 6,84E+13 2%

E3 Fertilizante 4-30-16+Zn: $ 1,16E+02 6,08E+12 7,06E+14 26%

E4 Sulfato de Amônia $ 6,90E+01 6,08E+12 4,20E+14 15%

E5 Herbicida - Roundup $ 3,60E+01 6,08E+12 2,19E+14 8%

E6 Inseticida trat. sem. $ 1,00E+01 6,08E+12 6,08E+13 2%

E7 Inseticida - Lorsban $ 5,10E+00 6,08E+12 3,10E+13 1%

Operações na Lavoura ------ ------ ------ 3,77E+14 14%

E8 Plantio $ 1,43E+01 6,08E+12 8,69E+13 3%

E9 Cobertura/Cultivo $ 2,02E+00 6,08E+12 1,23E+13 0%

E10 Pulv.Herbicida (2x) $ 1,85E+00 6,08E+12 1,12E+13 0%

E11 Pulv. Inseticida $ 3,69E+00 6,08E+12 2,25E+13 1%

E12 Transporte Interno $ 1,13E+01 6,08E+12 6,85E+13 3%

E13 Colheita $ 2,40E+01 6,08E+12 1,46E+14 5%

E14 Operações Manuais $ 4,86E+00 6,08E+12 2,95E+13 1%

Administração ------ ------ ------ 4,34E+14 16%

E15 Viagens $ 2,14E+01 6,08E+12 1,30E+14 5%

E16 Assistência Técnica $ 3,56E+00 6,08E+12 2,16E+13 1%

E17 Mão-de-obra Administrativa $ 8,90E+00 6,08E+12 5,41E+13 2%

E18 Contabilidade/Escritório $ 5,34E+00 6,08E+12 3,25E+13 1%

E19 Conservação/Depreciação de Bens

$ 1,78E+00 6,08E+12 1,08E+13 0%

E20 Comercialização $ 1,22E+01 6,08E+12 7,42E+13 3%

111

E21 Impostos $ 1,83E+01 6,08E+12 1,11E+14 4% VALOR DA PRODUÇÃO (Y) 2,74E+15 100%

E22 Produção de milho: Produção anual

Val. Cal. (J/kg) Calor Total Emergia

kg 6,00E+03 1,47E+07 8,79E+10 2,74E+15

Índices

Razão Produção por Emergia Y/F = 1,00 Razão Investimento por Emergia F/I = não é possível calcular Transformidade do Milho (Y)/ energia = 31171 (mínimo sem contribuição ambiental) 6 - Cálculo do LEIA (1998)

banco

mercado

albedo

fazenda ou sítio

mão deobra

externa

sol,chuva,

vento

Sementesfertil. e

pestic. outrosinsumos serv.

adm. serv.gov.

produção

mão deobra

residente

empréstimos

principal e juros

subsídios

impostos

preço

colheita bens

$solo

milhosabugo

CicloGeológico

4.5

3.4

2.0 9.6 3.33.5

3.7

E 13 seJ/ ha.ano

Calcário

6.8

F01. Potencial Químico da Chuva

0 6 1 6 5 1 4 3 00 103

2 3

2

..

..

mm ano

x Eg

mx

Jg

x Emha

EJ

ha ano=

F02. Perda de Solo

12 1000 0 04 5400 4186 109 10tonano

xkgton

xkgm o

kgx

kcalkgm o

xJ

kcalE

Jano

.. .

. ..=

F03. Ciclo Geológico

Áreas estáveis = 1 10 10 04 1 1062

2

xJ

m anox E

mha

xEJ

ha ano..

.=

Insumos F04. Sementes

21 147 7 3 09 8kg

ha anox E

Jkg

EJ

ha ano.. .

.=

F05. Calcário 0 75 15 00 113 01..

. $ . $.

tha ano

x USt

E USha ano

=

112

F06. Fertilizantes

Nitrogênio = 128 kgha ano.

Fosfato = 72kg

ha ano.

Potássio (KOH) = 80 kgha ano.

F07. Pesticidas

6 04 9 00 5 44 1..

$ . .$kg

ha anox R E

ano=

F08. Operações na Lavoura Plantio

0 6090 4 2 12

2383 143 1.. .

. $ . $HoraTp cv x plant prec lin

x USano

E USano

−+

=máquina

Cobertura/Cultivo

0 2361 4 2

8 79 2 02..

. $ . $HoraTp cv x cult adubo

x USano

USano

−+

=máquina

Pulverização Herbicida (2X)

01961 4 2 600

972 185. .$

.$Hora

Tp cv x pulv Ix

USano

USano

−+

=máquina

Pulverização Inseticida (2X)

0 3861 4 2

9 72 3 69..

. $ . $HoraTp cv x cult adubo

x USano

USano

−+

=máquina

Transporte Interno

13061 4 2 2

9 72 113 1. . $ . $HoraTp cv x carreta ton

x USano

E USano

−+

=máquina

Colheita

100 2403 2 1. .$

.40$Hora

automotrizx

USano

EUSano

−=

máquina

Operações Manuais

0 60 810 4 86. hom . $. . $ensdia

x US dia US=

Gastos Gerais

Soma de todas as operações = 6 1.20$

EUSano

F09. Administração

15% custos diretos da planilha anexada 5 68 1. $E USano

F10. Eletricidade Bomba de poço - uso doméstico

10 736

5 8 64 1cv xcv

xhorasdia

xUSkWh

EUSano

. $.

$=

Casa e dependências

100 24 3601

1000010 8 64 1Watts x hrs x dias

anox

kWW

x RkWh

E USano

. $ . $=

F11. Bens

Casa do proprietário 200 150

50 401500

22

m xRm

ha anosR

ha ano

$

..

$.

=

113

Barracão e armazém 120 150

50 409 00

22

m xRm

ha anosR

ha ano

$

..

$.

=

F12. Produção de milho

Grãos: 5460 35 4186 1 3 8 00 10kg

ha anox

kcalg

xJ

kcalE

gkg

EJ

ha ano.. .

.=

Índices Razão Produção por Emergia Y/F =1,68 Razão Investimento por Emergia F/I = 1,46 Transformidade do Milho (I+F)emergia /(Y)energia = 45.515 Razão de carga ambiental (N + F)/R = 3.58 Porcentagem de energia renovável %R = 100 (R/Y) = 21.8 Sustentabilidade Emergética EYR/ELR = 0.46 Avaliação Emergética do Sistema de Produção de Milho Anot. Item Unid Unid./ano Transformidade

sej/unidade Emergia

Solar % Emergia

Total CONTRIBUIÇÃO AMBIENTAL ( I ) 1,48E+15 41%

F1 Potencial químico da chuva J 3,00E+10 1,50E+04 4,50E+14 12%

F2 Perda de solo no seu uso J 1,09E+10 6,30E+04 6,84E+14 19% F3 Ciclo Geológico J 1,00E+10 3,44E+04 3,44E+14 9%

CONTRIBUIÇÃO ECONÔMICA (F) 2,16E+15 59%

Insumos ------ ------ ------ 8,88E+13 2%

F4 Sementes J 3,09E+08 6,60E+04 2,04E+13 1%

F5 Calcário $ 1,13E+01 6,08E+12 6,84E+13 2% F6 Fertilizantes (NPK) ------ ------ ------ 8,55E+14 23%

Nitrogênio kg 1,28E+02 3,80E+12 4,86E+14 13%

Fosfato kg 7,20E+01 3,90E+12 2,81E+14 8%

Potássio kg 8,00E+01 1,10E+12 8,80E+13 2%

F7 Pesticidas $ 5,44E+01 6,08E+12 3,31E+14 9% F8 Operações da Lavoura ------ ------ ------ 3,77E+14 10%

Gastos Totais $ 6,20E+01 6,08E+12 3,77E+14 10%

F9 Administração $ 5,68E+01 6,08E+12 3,46E+14 9%

F10 Eletricidade $ 2,19E+02 6,08E+12 2,04E+13 1%

F11 Bens $ 2,40E+01 6,08E+12 1,46E+14 4% VALOR DA PRODUÇÃO (Y) 3,64E+15 100%

F12 Produção de milho: Produção V.Calor. unitário Calor Total Emergia

Grãos kg 5,46E+03 1,47E+07 8,00E+10 3,64E+15

114

7 - Milho Rústico Mexicano (Pillet, 1993)

ferramentas

Trabalho

Sol,Chuva

760

Sementes

763

E20 emJ/ano

Milho

3

venda nomercadoregional

ConsumoLocal Aldeia

Neste exemplo temos uma agricultura de subsistência. O único gasto na produção é a compra de algumas ferramentas. O trabalho, adubo e sementes não são considerados. Índices Razão Produção por Emergia (Y/F) = 254 Razão Investimento por Emergia (F/I) = 0.004 8 - Cálculo do milho (Pardinho, Brasil, 1998) Avaliação Emergética do Sistema de Produção de Milho Anot. Item Unid. Unid./ano Transformidade

sej/unidade Emergia Solar % de

Emergia Total CONTRIBUIÇÃO AMBIENTAL ( I ) 2,04E+15 21%

H1 Potencial químico da chuva J 6,00E+10 1,50E+04 9,00E+14 9%

H2 Perda de solo no seu uso J 1,27E+10 6,30E+04 7,97E+14 8%

H3 Ciclo Geológico J 1,00E+10 3,44E+04 3,44E+14 4%

CONTRIBUIÇÃO ECONÔMICA (F) 7,67E+15 79%

Insumos ------ ------ ------ 1,64E+15 17%

H4 Sementes kg 6,00E+01 6,60E+04 3,96E+06 0%

H5 Calcário $ 3,00E+01 6,08E+12 1,82E+14 2%

H6 Fertilizante 4-30-16+Zn: $ 1,02E+02 6,08E+12 6,18E+14 6%

H7 Sulfato de Amônia $ 8,00E+01 6,08E+12 4,86E+14 5%

H8 Herbicida $ 5,80E+01 6,08E+12 3,53E+14 4%

H9 Operações na Lavoura ------ ------ ------ 3,63E+15 37%

Aração $ 6,00E+01 6,08E+12 3,65E+14 4%

Gradagem Pesada $ 4,00E+01 6,08E+12 2,43E+14 3%

Plantio $ 1,50E+01 6,08E+12 9,12E+13 1%

Cobertura/Cultivo $ 1,00E+01 6,08E+12 6,08E+13 1%

Pulv.Herbicida (2x) $ 1,20E+01 6,08E+12 7,30E+13 1%

Transporte Interno $ 3,90E+02 6,08E+12 2,37E+15 24%

Colheita $ 4,00E+01 6,08E+12 2,43E+14 3%

Operações Manuais $ 3,00E+01 6,08E+12 1,82E+14 2%

115

H10 Administração ------ ------ ------ 1,84E+15 19%

Administração $ 3,00E+01 6,08E+12 1,82E+14 2%

Secagem $ 6,50E+01 6,08E+12 3,95E+14 4%

Armazenagem $ 2,08E+02 6,08E+12 1,26E+15 13%

H11 Eletricidade ------ ------ ------ 5,25E+14 5%

Casa e Dependências $ 8,64E+01 6,08E+12 5,25E+14 5% H12 Bens ------ ------ ------ 3,65E+13 0%

Casa do Proprietário $ 5,00E+00 6,08E+12 3,04E+13 0%

Barracão e Armazém $ 1,00E+00 6,08E+12 6,08E+12 0%

VALOR DA PRODUÇÃO (Y) 9,72E+15 100%

H13 Produção de milho: Produção anual

V Calor unit.(J/kg) Calor Total Emergia

kg 5,46E+03 1,47E+07 8,00E+10 7,77E+26

Índices: Razão Produção por Emergia Y/F = 1,27 Razão Investimento por Emergia F/I = 3,76 Transformidade do Milho (I+F)emergia /(Y)energia = 121000 Razão de Carga Ambiental (N + F)/R = 6.81 Porcentagem de Energia Renovável %R = 100 (R/Y) = 12.8 Sustentabilidade Emergética EYR/ELR = 0.18 9 - Milho de Subsistência Mexicano (LEIA) Neste exemplo temos outra agricultura de subsistência. O trabalho do homem da casa só é possível devido à manutenção da estrutura familiar, portanto consideram-se as despesas energéticas de toda a família que se estimam em 0,01 da despesa da família americana (5 x E08 J/dia). Avaliação Emergética da Produção de Milho, México (1951) Anot

. Item Unid Fluxos

Unid./ano Transformidade

sej/unidade Emergia

Solar E4

% de Emergia

Total CONTRIBUIÇÕES AMBIENTAIS ( I )

I1 Chuva J 5,0E+10 15444 7,7 14,4 I2 Perda de solo (consumo + erosão) J 6,8E+09 65000 4,4 8,2 I3 Ciclo geológico (região montanhosa) J 3,0E+10 29000 8,7 16,3

Produtos da mata remanescente: 1,5E+10 41000 6,2 11,5 CONTRIBUIÇÕES ECONÔMICAS (F )

I4 Sementes compradas J 1,5E+08 100000 0,1 0,3 I5 Ferramentas compradas J 6,9E+07 1,00E+07 6,9 13,0 I6 Tração animal J 2,0E+01 1,86E+13 3,7 7,0 I7 Trabalho Humano(Bens de consumo da família) J 1,8E+10 86000 15,7 29,3 I8 Produção de milho kg 2,9E+10 182626 53,5 100

Índices Razão de produção por emergia Y/F = 2,02 Razão de investimento por energia F/I = 0,98 Razão de carga (impacto) ambiental (N+F)/R = 1,37 Porcentagem de energia renovável (R/Y)100 = 42,24 Transformidade do Milho Tr = 182626 Sustentabilidade Emergética EYR/ELR = 1,47

116

117

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Mostraremos a seguir duas tabelas que resumem os valores por hectare e por ano encontrados. Fontes EUA

1984 Odum

(E14 sej)

EUA 1994 Ulgiati

(E14 sej)

Brasil 1996 Comar

(E14 sej)

Brasil 1997 FNP

(E14 sej)

Brasil 1998 LEIA

(E14 sej)

Brasil 1998

Pardinho (E14 sej)

México 1951

(E14 sej)

Chuva 4.5 5.4 4.5 ----- 4.5 9.0 7.7 Perda de solo 5.7 13.4 6.8 ----- 6.8 7.9 4.4 Mata remanescente ----- ----- ----- ----- ----- ----- 6.2 Ciclo geológico ----- 4.9 ----- ----- 3.4 3.4 8.7 Sementes 1.5 0.3 1.5 4.2 0.2 0.0 0.1 Calcário ----- 4.3 ----- 0.7 0.7 1.8 ----- Fertilizantes 16.4 8.0 16.3 11.2 8.5 11.4 ----- Pesticidas 0.8 0.7 0.8 3.1 3.3 3.5 ----- Combustíveis 18.0 5.1 18.0 ----- ----- ----- ----- Máquinas agrícolas ----- 3.7 ----- ----- ----- ----- 6.9 Tração animal ----- ----- ----- ----- ----- ----- 3.7 M.O + Adm. + O. L. 28.3 1.2 49.2 8.1 7.3 54.6 15.7 Eletricidade ----- 0.8 ----- ----- 2.0 5.3 ----- Irrigação ----- 3.3 ----- ----- ----- ----- ----- Outros Bens ----- ----- 35.2 ----- 1.5 0.4 ----- Total 75.2 51.1 132.3 27.3 38.2 97.3 53.4 Produto (kg/ha.ano) 5390 7500 5460 6000 5460 5460 1944 Energia do produto 8.0 E10 1.10E11 8.0 E10 8.79 E10 8.0 E10 8 E10 2.9 E10 Transformidade (seJ/J) 94000 46500 165000 31000 45515 121000 183000 EIR = F/I 6.36 1.15 10.67 1.46 3.76 0.98 EYR = Y/F 1.16 1.87 1.09 1.68 1.27 2.02 ELR = (N+F)/R 15.66 3.92 28.4 3.58 6.8 1.37 ESI = EYR/ELR 0.07 0.48 0.03 0.46 0.18 1.47 R = R/Y 5.98 20.33 3.4 21.8 12.8 42.2

118

CONCLUSÕES

Os dados de composição de custo na produção de matérias-primas agrícolas da EMATER publicados pelo FNP (1997), podem ser usados para fazer o balanço emergético dos produtos agrícolas brasileiros e calcular suas transformidades, pois a diferença com outros procedimentos de cálculo é pequena.

No entanto, descobrimos muita variação entre os resultados do balanço emergético do milho realizados por diversos pesquisadores no mundo e o que merece maior atenção em pesquisas futuras é apresentar os mesmos itens de avaliação.

Contribuições Ambientais

1. Chuva;

2. Ciclo geológico;

3. Contribuição das matas remanescentes;

4. Consumo de solo;

5. Perda de solo.

Contribuições Econômicas

6. Sementes e mudas;

7. Calcário;

8. Esterco, compostos e fertilizantes;

9. Herbicidas e pesticidas;

10. Água de irrigação;

11. Operações na Lavoura:

(a) mão-de-obra direta (salário ou equivalente);

(b) operação de máquinas agrícolas (salário);

12. Tração animal;

13. Administração;

14. Combustíveis;

15. Eletricidade

16. Depreciação;

17. Amortização;

18. Subsídios;

19. Impostos;

20. Outros.

Também devem ser uniformizados os valores de transformidade utilizados nos cálculos.

Um cuidado especial, inclusive pesquisas específicas a respeito, deve ser considerado em relação aos itens relativos a mão-de-obra, administração, amortização e impostos que são responsáveis pelas maiores diferenças nos cálculos existentes.

O gráfico da transformidade em função da taxa de investimento (F/I) mostra um comportamento interessante que precisa ser confirmado com novas pesquisas.

119

Transformidade versus F/I

020000400006000080000

100000120000140000160000180000200000

0 2 4 6 8 10 12

F/I

Tra

nsf

orm

idad

e

Interpretando este comportamento, poderíamos dizer que os sistemas com alta contribuição da natureza possuem uma transformidade alta , assim com os sistemas intensivos baseados em insumos derivados da economia (F) baseada na energia do petróleo. Um comportamento um pouco diferente daquele previsto por ODUM (1996), que considera apenas uma tendência crescente da transformidade em relação às taxas crescentes de investimento energético. BIBLIOGRAFIA BROWN M.T. & ARDING J. Transformity Working Paper. Center for Wetlands, University of

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