Dados do sistema MUAI 40 000 L/dia

Área plantada com cana (8 meses): 1 494 ha (35%)

Área plantada com sorgo (2 meses): 1 947 ha (45%)

Área de reserva florestal: 680 ha (16%)

Área de pecuária (2 800 cabeças): 180 ha (4%)

Área total do sistema: 4 360 ha

Produção de matéria – prima para a usina:

Fornecimento diário: 500 TC

Fornecimento anual: 150 000 TC (300 dias)

Capacidade equipamento: 21 TC/hora

Produtos

Empregos fixos 131 (25% terceirizados)

Etanol

40 000 litros por dia x 300 dias/ano:

1 200 000 L/ano

R$ 0.40/L (ao produtor)

Eletricidade73 210 MWH/ano

US$ 35.29/MWH

Produtos pecuários 948 T/ano

Hortaliças 3 630 T/ano

Tabela de fluxos de emergia: Contribuição da natureza

Emergy analysis of a Mini Integrated Ethanol Destilery, 40000 L/d

Emergy/dollar sej/$ 3,7E+12Taxes of change $/$R 0,40

ENERGY - J/ha-a TRANSFOR MITY EMERGY

M.I.E.D. INPUT FLOWS MASS - kg/ha-a (by table) FLOWS

input unit MONEY - $/ha-a sej/(J,kg,$) sej/ha-a %

I Natural Resources 1,69E+15 31,52

R Renewable 1,36E+15 25,33

R-1 Rain on land 1,20E+00 m3/m2-a 5,94E+10 J/ha-a 1,82E+04 sej/J 1,08E+15 20,12

R-2 nutrients (nature) 1,80E+01 kg/ha-a 1,80E+01 kg/ha-a 3,00E+12 sej/kg 5,40E+13 1,01

R-3 nitrogen (atmosphere) 7,00E+00 kg/ha-a 7,00E+00 kg/ha-a 4,61E+12 sej/kg 3,23E+13 0,60

R-4 biological control - forest 6,80E-01 t/ha-a 3,84E+09 J/ha-a 2,46E+04 sej/J 9,45E+13 1,76

R-5 Groundwater - irrigation 5,00E-01 m3/ha-a 2,47E+06 J/ha-a 1,10E+05 sej/J 2,72E+11 0,01

R-6 biodiversity gain 2,00E+03 kg/ha-a 2,24E+09 J/ha-a 4,43E+04 sej/J 9,90E+13 1,84

N Nonrenewable 3,32E+14 6,19

NR-1 Soil loss 1,82E+02 J/ha/y 4,11E+09 J/ha-a 7,38E+04 sej/J 3,03E+14 5,65

NR-3 People loss 1,80E-02 p/ha 2,89E+07 J/ha-a 1,00E+06 sej/$ 2,89E+13 0,54

Fluxos de emergia da agricultura

F Economy Resources 3,68E+15 68,48

agricultural production 1,38E+15 25,65

M Materials 7,37E+13 1,37

MA-1 Seedlings 4,24E+01 kg /ha-a 4,24E+01 kg/ha-a 1,47E+12 sej/kg 6,23E+13 1,16

MA-2 Agricultural Herbicides 3,00E+00 l/ha-a 1,99E+00 kg/ha-a 1,48E+12 sej/kg 2,95E+12 0,05

MA-3 equipments 4,71E+00 kg/ha-a 4,71E+00 kg/ha-a 1,80E+12 sej/kg 8,47E+12 0,16

S Services 1,30E+15 24,28

SA-1 Hardwork labor 6,31E-03 p/ha-a 2,66E+07 J/ha-a 7,66E+05 sej/J 2,04E+13 0,38

SA-2 qualified labor 4,64E-04 p/ha-a 1,53E+06 J/ha-a 7,66E+06 sej/J 1,17E+13 0,22

SA-3 fuel (diesel) 6,05E+02 L/ha-a 1,90E+10 $/ha-a 6,60E+04 sej/$ 1,25E+15 23,33

SA-4 maintenance 3,06E+00 $/ha-a 3,06E+00 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 1,13E+13 0,21

SA-5 taxes and rates 2,14E+00 $/ha-a 2,14E+00 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 7,93E+12 0,15

Tabela de fluxos de emergia

cattle production 3,39E+14 6,30

M Materials 2,81E+13 0,52

ML-1 livestock purchase 1,50E+00 kg/ha-a 1,11E+07 J/ha-a 1,73E+06 sej/J 1,92E+13 0,36

ML-2 milky factory 1,12E+00 $/ha-a 1,12E+00 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 4,15E+12 0,08

ML-3 corrals 6,77E-01 $/ha-a 6,77E-01 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 2,51E+12 0,05

ML-4 freezer & slaughterhouse 2,63E-01 $/ha-a 2,63E-01 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 9,73E+11 0,02

ML-5 wells of fermentation 3,09E-01 $/ha-a 3,09E-01 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 1,14E+12 0,02

ML-6 leather tanner center 1,53E-02 $/ha-a 1,53E-02 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 5,66E+10 0,00

S Services 3,11E+14 5,78

SL-1 simple labor 3,40E-03 p/ha-a 1,43E+07 J/ha-a 7,66E+05 sej/J 1,10E+13 0,20

SL-2 qualified labor 4,64E-04 p/ha-a 1,53E+06 J/ha-a 7,66E+06 sej/J 1,17E+13 0,22

SL-3 attention to the livestock 5,43E+01 $/ha-a 5,43E+01 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 2,01E+14 3,74

SL-4 maintenance 4,58E+00 $/ha-a 4,58E+00 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 1,70E+13 0,32

SL-5 taxes and rates 1,89E+01 $/ha-a 1,89E+01 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 6,99E+13 1,30

Tabela de fluxos de emergia da indústria

industrial production 1,60E+15 29,77

M Materials 1,77E+14 3,29

MI-1 inputs 4,09E+01 l/ha/ano 3,27E+01 kg/ha-a 3,80E+12 sej/kg 1,24E+14 2,31

MI-2 equipments - infrastructure7,16E+00 kg/ha-a 7,16E+00 kg/ha-a 6,70E+12 sej/kg 4,80E+13 0,89

MI-3 Civils & Industrial Construction1,29E+00 $/ha-a 1,29E+00 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 4,76E+12 0,09

S Services 1,42E+15 26,48

SI-1 simple labor 1,40E-02 p/ha-a 5,91E+07 J/ha-a 7,66E+05 sej/J 4,52E+13 0,84

SI-2 qualified labor 2,55E-03 p/ha-a 8,41E+06 J/ha-a 7,66E+06 sej/J 6,44E+13 1,20

SI-3 Administration labor 1,62E-03 p/ha-a 5,35E+06 J/ha-a 5,00E+06 sej/J 2,68E+13 0,50

SI-4 Laboratory labor 1,16E-03 p/ha-a 3,82E+06 J/ha-a 5,00E+07 sej/J 1,91E+14 3,56

SI-5 biological control - laboratory6,80E-01 t/ha-a 5,10E+02 J/ha-a 2,46E+04 sej/J 1,25E+07 0,00

SI-6 manufacturing 2,20E+02 $/ha-a 2,20E+02 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 8,16E+14 15,18

SI-7 maintenance 4,33E+01 $/ha-a 4,33E+01 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 1,60E+14 2,98

SI-8 taxes and rates 3,22E+01 $/ha-a 3,22E+01 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 1,19E+14 2,22

SComplementary Services 3,63E+14 6,75

SA-1 Waste treatment and recycling8,30E+01 $/ha-a 8,30E+01 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 3,07E+14 5,71

SA-2 equipments - infrastructure1,51E+01 $/ha-a 1,51E+01 $/ha-a 3,70E+12 sej/$ 5,60E+13 1,04

Y Total Emergy 5,37E+15 100,00

Fluxos agregados

EMERGY FLOWS

VALUE UNIT % FORMU LARenewable 1,36E+15 sej/ha/a 25,33% RNonRenewable 3,32E+14 sej/ha/a 6,19% NNatural resources 1,69E+15 sej/ha/a 31,52% I = R + N

Materials 2,79E+14 sej/ha/a 5,19% MServices 3,40E+15 sej/ha/a 63,30% SEconomic resources 3,68E+15 sej/ha/a 68,48% F = M + S

Total Emergy 5,37E+15 sej/ha/a 100,00% Y = I + F

Tabela de produtos

mass price saleshumidityconversionconversion Energy Emergyproducts / measure unit t/ha-a $/t $/ha-a %Kcal/kgJ/kcalJ/ha-a sej/ha-aagricultural area 0,842 ~ 164,61~~~ 4,9E+09 6,09E+14cane 0 0 0,00 0 0sorgo 0 0 0,00 0 0fruits and vegetables 0,842 195,45 164,61 4,9E+09 6,09E+14Livestock area 1,900 ~ 436,70~~~ 4,6E+10 1,62E+15milk 1,300 170,00 221,00 3,3E+10 8,18E+14meat 0,220 868,00 190,96 4,4E+09 7,07E+14leather 0,380 65,10 24,74 8,6E+09 9,15E+13industrial area 9,582 ~ 409,24~~~ 9,4E+10 1,51E+15ethanol 2,450 104,00 254,81 6,8E+10 9,43E+14biofertilizer 0 0 0,00 0 0yeast 0,002 200,00 0,42 3,8E+07 1,55E+12electricity (MWh/ha-a) 7,1 21,60 154,01 2,6E+10 5,70E+14

TOTAL 12,324 ~ 1010,55~~~ 1,4E+11 3,74E+15

Índices

Transformity (mass) 4,36E+11 sej/ kg TR = Y / Qp

Transformity(money) 5,32E+12 sej/ $ TR = Y / Qp

Transformity (energy) 3,71E+04 sej/ J TR = Y / Qp

Emergy Yield Ratio 1,46 ~ EYR=Y / F =1+(R+N) / (M+S)Emergy Investment Ratio 2,17 ~ EIR = F / IEnvironment Loading Ratio 2,95 ~ ELR = (N + F) / R

Renewability (%) 25,33 % %R = R / Y

Emergy Exchange Ratio 1,44 ~ EER = Y / ( sales*emergy $)

Emergy Sustainability Index 0,50 ~ ESI = EYR / ELR

Ecosystemic price 0,12 $/kg CECOL=( Y / (kg/ha-a) * ($/sej)

Costs ratio 1,77 $em/$eco TC = CEM / CECO

Economic Rentability 0,23 $/$ RECON = (V - C) / CEcosistemic Rentability 0,22 $/$ RECOS = (VE-CE-PE) / (CE+PE)

Conclusões

40 000 L/dia

Comparação200 000

L/dia

TR = Y/Ep 3.7E+04 mais eficiente que 2.27E+06

%R = R/Y 25.3% mais sustentável que 10.9%

EYR = Y/F 1.46 cede mais energia a cidade que 1.21

EIR = F/I 2.17 demanda menos investimento que 4.72

EER = Y/Emergia$ 1.29 intercâmbio mais favorável que 1.47

Rentabilidade econômica 38% melhor economicidade que 20%

Algumas considerações adicionais

Usina padrão: 200 000 l/d versus MUAI 200 000 l/d

mar de cana

etanol e/ouaçúcar

eletricidade

etanol e/ouaçúcar

eletricidade

externalidadesnegativas

externalidadesnegativas

mar de cana

etanoleletricidadealimentos

funçõesecológicas e

sociais

funçõesecológicas e

sociais

etanoleletricidadealimentos

cana

sorgoflorestase hortas

cana

sorgo

florestase hortas

Se o modelo das MUAIs tiver muito sucesso existe o risco do re-estabelecimento de sistemas homogêneos (monocultura da cana).

Mesmosíndices

energéticos eeconômicos

Não haverámelhoraapenas

substituição

Comparação de sistemas:

Praticamenteos mesmosíndices!!!

Índicesmuito

diferentes!!!

MUAI 40 000 L/dia Usina padrão 200 000 L/dia

Outras atividades rurais

Espaços preservados

Comparação:

Tr 37 000 22 700 000 23 400

%R 25 11 58

EYR 1.5 1.2 2.9

EIR 2.2 4.7 0.8

EER 1.39 1.5 2.1

%Rentabilidade 38 20 16

Externalidades:MUAI 40 000 em 200 000 ha

Usina 200 000 em 200 000 ha

Desemprego menor maior

Erosão e assoreamento menor maior

Poluição de rios menor maiorIntoxicação por agrotóxicos, invalidez e morte prematura menor maior

Destruição da cobertura vegetal e perda das funções ecossistêmicas menor maior

Custos de recomposição da cobertura vegetal menor maior

Proposta

Dar continuidade ao esforço de idealização e dimensionamento das mini-usinas integradas para produção de combustível líquido (etanol), eletricidade e alimentos

como vetores de uma ruralização planejada de tipo sustentável em bacias hidrográficas na América Latina.