BioCapacidade e Pegada Ecológica

PEGADA ECOLÓGICA

BASEADA NA EMERGIA

Lucas Gonçalves PereiraUNICAMP – Faculdade de Engenharia de Alimentos

Laboratório de Engenharia Ecológica

Pegada Ecológica Convencional

Ferramenta de quantificação de recursos

Quantos hectares de terra e mar bioprodutivos estão disponíveis no planeta?

Quanto espaço é utilizado para produzir bens para o consumo humano?

Fazem fotossíntese e geram biomassa

Pegada Ecolólgica é calculada em duas partes:

SaldoEcológico

Biocapacidade[Oferta da Natureza]

DeficitEcológico

Pegada[Consumo]


2. Pastagem (pastagem dos animais – espaço e alimentação)

1. Cultivo (70 produtos principais e 15 secundários)

4. Floresta (madeira e lenha)

5. Área Construída (moradia e área de hidroelétricas)

6. Área de Sequestro de “Carbono” (absorção de CO2 pelas florestas 0,7 GtC/ano)

3. Mar (PC) (8 categorias de peixes e 1 tipo de planta aquática)

Divisão das Áreas


Unidade: Hectare Global

Fatores de Equivalência e Fatores de Rendimento

Diferenciar as áreas quanto à sua importância para o consumo humano

Hectare Real Hectare Global


Fator de Equivalência (EQF_GAEZ)

Elemento redistributivo dos hectares reais em globais

vasBioproduti Áreas as todasde Global Média Potencial adeProdutividvaBioproduti Área uma de Global Média Potencial adeProdutividGAE_EQF Z

Modelo Espacial de Produtividade Potencial Agrícola (GAEZ)(Tipo de solo, declividade, temperatura, estação do ano e precipitação)



International Institute for Applied Systems Analysis

Global Agro-Ecological Zones

Fator de Equivalência de Cultivo =

HECTARES REAIS

Floresta Cultivo

PastagemMarinha

FlorestaCultivo

PastagemMarinha

HECTARES GLOBAIS

EQF

Produtividade Potencial Média Global Cultivo Produtividade Potencial Média Global de todas as Áreas


Fatores de Equivalência em 2003 (Kitzes et al., Current Methods For Calculating National Ecological Footprint Accounts, 2006)

Tipo de Área EQF [gha/ha]

Cultivo 2,21

Floresta 1,34

Pastagem 0,49

Marinha 0,36

Construída 2,21

EQFcultivo_2003 = 2,21: significa que 1 hectare real de área de

cultivo equivale a 2,21 hectares globais cultivados


Fator de Rendimento (YF)

Mostra o quanto uma área bioprodutiva (produção biológica) de um país é mais (ou menos) produtiva do que a média global da mesma área

Floresta Cultivo

PastagemMarinha

Floresta

Cultivo

Pastagem

Marinha

PAÍS

PRODUTIVIDADE GLOBALFator de RendimentoCultivo = ________


Fatores de Rendimento em 2003 (Kitzes et al.,Current Methods For Calculating National Ecological Footprint Accounts, 2006)

Cultivo Floresta Pastagem Pesca Oceânica

Média Mundial 1,0 1,0 1,0 1,0

Jordânia 1,0 0,0 0,4 0,8

Nova Zelândia 2,2 2,5 2,5 0,2

Japão 1,5 2,6 2,2 1,4

1 hectare de pasto na Nova Zelândia produz mais carne em média (6x) do que 1 hectare de pasto na Jordânia

Área mesma da Global adeProdutividPaís do vaBioproduti Área uma de adeProdutivid(YF) Rendimento deFator


A BIOCAPACIDADE de um país é a soma das áreas bioprodutivas


Cultivo [ha]

Pastagem [ha]

Pesca [ha]

Floresta [ha]

Construída [ha]

YFcultivo [-]

YFpastagem [-]

YFpesca [-]

YFfloresta [-]

YFcultivo [-]

YFfloresta[-]

X

X

X

X

X

X

EQFcultivo [gha/ha]

EQFpastagem [gha/ha]

EQFpesca [gha/ha]

EQFfloresta [gha/ha]

EQFcultivo [gha/ha]


X

X

X

X

X

X

=

=

=

=

=

=Sequestro de CO2 [ha]


A PEGADA de um país é o consumo da população

Consumo = Produção Nacional + Importação - Exportação


Prod. Agrícola [t/ano]

Carne e Leite [t/ano]

Pesca [t/ano]

Prod. Florestais [m3/ano]

Construída [ha]

Emissões de CO2 [t CO2/ano]

Produção [t/ha.ano]

Produção [t/ha.ano]

Produção[t/ha.ano]

Lenha e Madeira [m3/ha.ano]

YFcultivo [-]

EQFcultivo [gha/ha]

EQFpastagem [gha/ha]

EQFpesca [gha/ha]


EQFcultivo [gha/ha]

X

X

X

X

X

X

=

=

=

=

=

=

X

Seqüestro CO2[t CO2/ha.ano]

EQFfloresta[gha/ha]


População: 178,5 milhõesPegada: 2,1 gha/capBiocapacidade: 9,9 gha/capSaldo Ecológico: +7,8 gha/cap


Resultados com dados de 2004

População: 6.301,5 milhõesPegada: 2,2 gha/capBiocapacidade: 1,8 gha/capSaldo Ecológico: -0,4 gha/cap

A Suíça é o primeiro país a utilizar de forma oficial a Pegada

Ecológica como indicador de sustentabilidade

5,2 gha/cap

1,5 gha/cap

Importação

3,7

Exploração do Capital Natural Doméstico


África

1,1

Ásia / Pacífico

1,3A.Latina/ Caribe

2,0 O.Médio / Ásia

Central

2,2O que está implícito na Pegada Ecológica?

União Européia

4,8

América do Norte

9,4

Média Mundial

2,23

Europa (Não-UE)

3,8

*Valores em hectares globais (gha)


Living Planet Report (WWF - 2006)

Desenvolvimento Sustentável:Pegada < 1,8 e IDH > 0,8

Pegada Ecológica Convencional (Wackernagel and Rees)

Promovida como uma ferramenta de planejamento de sustentabilidade

Resultados simples e de fácil compreensão

Amplamente utilizada por governos nacionais, empresas e autoridades locais

Ponto de vista antropocêntrico

Não reconhece o verdadeiro trabalho da natureza

Exclue áreas como desertos, geleiras e mar aberto dos cálculos

Subestima os impactos humanos sobre o meio ambiente


Análise Emergética

Capaz de avaliar o capital natural e os serviços ecossistêmicos

Reconhece e quantifica o verdadeiro valor do trabalho realizado pela natureza na geração de bens e serviços

A unidade comum (seJ) permite que todos os recursos sejam comparados

A complexidade dos ecossistemas faz com que os cálculos das transformidades sejam dificultados

As considerações feitas para estimar valores de transformidade podem trazer grandes diferenças nos resultados finais

Pegada Ecológica baseada na Emergia

Não possui um indicador satisfatório de sustentabilidade

Em 2005, Zhao et al. propuseram uma combinação das duas metodologias. A nova abordagem foi baseada em duas considerações:

DADOS DE CONSUMO[kg, KWh, barril…/ano]

FLUXOS EMERGÉTIOS[seJ/ano]

BIOCAPACIDADE FUNÇÃO DOS RECURSOS RENOVÁVEIS DE ENERGIA



NOVA PROPOSTA

Propor uma nova metodologia que busque a convergência entre Pegada Ecológica e Análise Emergética e ajude a superar algumas das deficiências de ambas

Para demonstrar o mecanismo, aplicá-la ao caso do Brasil

Comparar os resultados com aqueles obtidos pela metodologia convencional de Pegada Ecológica

1- Utilizar a divisão por biomas para melhor quantificar a biocapacidade de cada um deles

BIOCAPACIDADE

Biomas Brasileiros (IBGE, 2004)


2 - Incluir espaços globais não ocupados pelo uso humano e que são excluídos do cálculo convencional

Desertos Oceanos Geleiras


BIOCAPACIDADE

3 – Função da maior entrada de recurso renovável para evitar dupla contagem

Solar Ondas Calor Internoda Terra

Chuva ...


BIOCAPACIDADE

Potencial Químico da Chuva [J/ano]:

(Área terrestre do Espaço + Área da Plataforma Continental) [m2] x (Pluviosidade) [m/ano] x (Densidade da Água) [kg/m3] x (Potencial Químico da Água) [J/kg]


BIOCAPACIDADE

Conversão de fluxos de emergia para ÁREA

FATOR: DENSIDADE EMERGÉTICA GLOBAL RENOVÁVEL

Emergia Total Renovável da Terra por ano [seJ]Área da Terra [ha]

1,583 E+25 seJ*5,1 E+10 ha

* Valor calculado por Odum et al. (2000)

=

DEG = 3,1E+14 seJ/gha (Zhao et al., 2005)

Potencial Químico da Chuva

Emergia (seJ)

Emergia (seJ)

PopulaçãoGlobal

PopulaçãoNacional

DEG (seJ/gha)

Biocapacidade (gha/cap)


BIOCAPACIDADE

Potencial Químico da Chuva


BIOCAPACIDADEItem Sistema

Área Considerada

(m2)

Energia Renovável

(J/ano)

Emergia Total (seJ/ano)

Emergia por Pessoa

(seJ/cap)

Biocapacidade(gha/cap)

1 Ecossistemas Naturais Preservados 45,211.1 Floresta Amazônica 3,57E+12 5,29E+19 1,62E+24 8,99E+15 28,991.2 Mata Atlântica 3,05E+11 3,76E+18 1,15E+23 6,40E+14 2,061.3 Cerrado 1,24E+12 1,23E+19 3,75E+23 2,08E+15 6,721.4 Pantanal 1,33E+11 8,24E+17 2,52E+22 1,40E+14 0,451.5 Pampas 7,29E+10 4,50E+17 1,37E+22 7,60E+13 0,251.6 Caatinga 5,29E+11 2,35E+18 7,20E+22 4,00E+14 1,291.7 Zona Costeira 6,70E+11 9,93E+18 3,04E+23 1,69E+15 5,452 Cultivo, Pastagem e Floresta 15,21

2.1 Soja 2,07E+11 2,04E+18 6,25E+22 3,47E+14 1,122.2 Cana-de-açúcar 7,04E+10 8,69E+17 2,66E+22 1,48E+14 0,482.3 Eucalipto 3,50E+10 4,32E+17 7,05E+22 3,92E+14 1,262.4 Frutas 4,04E+08 4,99E+15 1,51E+22 8,40E+13 0,272.5 Cereais e Grãos 1,87E+11 2,30E+18 3,93E+21 2,18E+13 0,072.6 Feijão 4,00E+10 4,94E+17 3,05E+21 1,69E+13 0,052.7 Algodão 1,30E+10 1,28E+17 1,32E+22 7,35E+13 0,242.8 Vegetais 8,07E+09 9,97E+16 1,53E+20 8,48E+11 0,002.9 Pastagem 1,73E+12 2,14E+19 6,54E+23 3,63E+15 11,723 Área Humana 0,15

3.1 Urbana 2,20E+10 2,72E+17 8,31E+21 4,62E+13 0,154 Espaços Não Dominados pelo Homem 4,14

4.1 Áreas Congeladas 1,90E+13 5,63E+18* 1,72E+23* 2,78E+13 0,094.2 Oceanos 3,94E+14 2,53E+20* 7,73E+24* 1,25E+15 4,024.3 Desertos 1,37E+13 2,38E+18* 7,27E+22* 1,17E+13 0,03

TOTAL 64,71

Amazônia28,99 gha/cap45% do total

O consumo de cada categoria é calculado da seguinte forma:

Consumo foi dividido em 4 categorias:

Cultivo ProdutosAnimais

ProdutosFlorestais

Recursos Energéticos

Consumo = Produção + Importação – Exportação

PEGADA


PEGADA


Transformar dados de PRODUÇÃO para ENERGIA

Cultivos:Energia [J] = (Produção) [Mg/ano] x (Conteúdo Energético) [kcal/g] x (Massa Seca) [% em decimal] x (Conversão) [J/kcal]

Produtos Florestais:Energia [J] = (Produção) [Mg/ano] x (Conversão) [g/m3] x (Conteúdo Energético) [kcal/g] x (Massa Seca) [% em decimal] x (Conversão) [J/kcal]

Produtos Animais:Energia [J] = (Produção) [Mg/ano] x (Conteúdo Energético) [kcal/g] x (%proteína) [% em decimal] x (Conversão) [J/kcal]

0,804,00

0,5E+06 3,60

0,80

4186

4186

0,225,00

4186

Recursos Energéticos:

CarvãoEnergia [J] = (Produção) [Mg/ano] x (Conteúdo Energético) [J/Mg]

PetróleoEnergia [J] = (Produção) [barris/ano] x (Conteúdo Energético) [J/Mg]

Gás NaturalEnergia [J] = (Produção) [m3/ano] x (Conteúdo Energético) [kcal/m3] x (Conversão) [J/m3]

HidroeletricidadeEnergia [J] = (Produção) [kWh/ano] x (Conteúdo Energético) [J/kWh]

PEGADA


Transformar dados de PRODUÇÃO para ENERGIA

2,9E+10

6,1E+09

8966 4186

3,6E+06

SojaAçúcar e ÁlcoolCereais e GrãosFeijãoAlgodãoFrutas e Vegetais

Madeira

CarneLeitePeixe

CarvãoPetróleoGás NaturalHidroeletricidade

Cultivo

Criação de Animais

Floresta

RecursosEnergéticos

Energia (J)

Transformidade (seJ/J)

Emergia (seJ)

População Nacional

Emergia per Capita(seJ/cap)

DEG (seJ/gha)3,1E+04

Pegada(gha/cap)

x


Item Sistema Produção Unidade

Energia da

Produção

(J/ano)

Emergia da

Produção

(seJ/ano)

Pegada da

Produção

(gha/pessoa)

Pegada

Exportada

(gha/pessoa)

Pegada

Importada

(gha/

pessoa)

Pegada

Nacional

(gha/pessoa)

1 Cultivos 8,38E+18 1,15E+24 20,645 1,509 0,344 19,480

1.1 Soja 5,84E+07 Mg/ano 7,82E+17 7,90E+22 1,416 0,943 0,000 0,473

1.2 Açúcar e Álcool 4,58E+08 Mg/ano 6,13E+18 4,90E+23 8,786 0,182 0,000 8,604

1.3 Cereais e Grãos 6,38E+07 Mg/ano 8,55E+17 9,76E+22 1,750 0,019 0,255 1,986

1.4 Feijão 3,30E+06 Mg/ano 4,42E+16 3,05E+22 0,547 0,001 0,017 0,563

1.5 Algodão 2,31E+06 Mg/ano 3,09E+16 5,88E+22 1,053 0,223 0,031 0,862

1.6 Frutas e Vegetais 4,00E+07 Mg/ano 5,36E+17 3,96E+23 7,093 0,142 0,041 6,992

2 Produtos Florestais 8,44E+17 2,95E+22 0,528 0,006 0,000 0,522

2.1 Madeira 1,40E+08 m3/ano 8,44E+17 2,95E+22 0,528 0,006 0,000 0,522

3 Produtos Animais 1,96E+17 7,58E+23 13,593 1,464 0,197 12,325

3.1 Carne bovina 1,72E+07 Mg/ano 7,93E+16 4,22E+23 7,569 1,423 0,015 6,160

3.2 Leite 2,45E+07 L/ano 1,13E+17 3,22E+23 5,774 0,032 0,180 5,922

3.3 Peixe 9,00E+05 Mg/ano 4,14E+15 1,39E+22 0,250 0,009 0,003 0,243

4 Recursos Energéticos 5,29E+18 4,73E+23 8,484 0,859 1,926 9,552

4.1 Carvão 5,19E+06 Mg/ano 1,51E+17 1,01E+22 0,180 0,000 0,000 0,180

4.2 Petróleo 5,48E+08 barris/ano 3,34E+18 2,98E+23 5,334 0,859 1,606 6,082

4.3 Gás Natural 1,70E+10 m3/ano 6,37E+17 3,75E+22 0,671 0,000 0,320 0,991

4.4 Hidroeletricidade 3,21E+11 kWh/ano 1,16E+18 1,28E+23 2,299 0,000 0,000 2,299

TOTAL 1,47E+19 2,41E+24 43,25 3,84 2,47 41,88


PEGADA


COMPARAÇÃO ENTRE CONVENCIONAL E EMERGÉTICA

Balanço Ecológico (Biocapacidade – Pegada)

Emergia

Convencional

Fator Capacidade de Suporte (Biocapacidade / Pegada)

Emergia

Convencional

22,83 gha/cap

1,53

7,80 gha/cap

4,71

A Análise Emergética ajuda a superar algumas das

deficiências do método convencional da Pegada Ecológica

Futuros trabalhos:

Serviços Ecossistêmicos

Externalidades Negativas

Biocapacidade

Pegada


Pegada Mundial baseada na Emergia

Avaliar cenários com mudanças climáticas

MUITO OBRIGADO [email protected]

BioCapacidade e Pegada Ecológica

Documents

Transcript of BioCapacidade e Pegada Ecológica