Avaliação emergética da produção de
biomassa de aguapé e da produção
industrial de bio-óleo e carvão
Luz Selene Buller
Orientação: Prof. Dr. Enrique Ortega
Co-orientação: Dr. Ivan Bergier
1
Objetivos


Avaliar e discutir qual é o nível de
colheita sustentável do aguapé
considerando suas funções ecossistêmicas.
Realizar a avaliação emergética do
sistema natural de produção de aguapé e
do processo produtivo de bio-óleo e carvão
por pirólise rápida em ausência de
oxigênio.
2
Lençol
freático e
rio
Pulso de
inundação
Biodiversi
-dade
Ar
CH4
Chuva
CO2
N, P, C
Vento
Vegetação
aquática
O2
Répteis
Aves
Peixes
Ilhas
flutuantes
Moluscos
Insetos
Ilhas
flutuantes
Aves
Sedimento
Répteis
MO
dec
(*)
Sol
Bentos
Caranguejos
Mãode-obra
Peixes
Sedimento
Crescimento de vegetação aquática nas baías,
vazantes e margens dos rios do Pantanal
Pesca
Transporte
no rio Paraguai
Fluxo do rio
Cadeia trófica das ilhas flutuantes, senescência e
decomposição no rio Paraguai
Recarga de
aquífero
G1
On-off
Infra
Estrutura
Vento, O2,
declividade
(*)
Mão-deobra
Ilhas flut.
e fauna
Detritos
Colheita
Transporte no rio
Rio Paraguai
Materiais
Serviços
$
Biomassa
$
Processo de
Pirólise
Rápida de
Biomassa
$
Bio-óleo
$
Finos de Carvão
Pirólise rápida de biomassa
3
Área de estudo
Delimitada por Souza et
al., 2010
Total: 17948,5 km²
4
Modelo sistêmico da produção de biomassa
Pulso de
Inundação
Biomassa
aguapé da
região à
montante
Biodiversidade
regional
Metano
Nutrientes
N1
K4*D
K5*C
Fluxo de água
no rio Paraguai
Aves
Escoamento
de camalotes
no rio Paraguai
Nutrientes
N2
Nutrientes
Coluna d’água
N
Aguapé
Q1
K3*Q1
Insetos
Jacarés
K1*R*N
Peixes
K0*R*N
Sol
J
K2*Q1
C
Detritos
D
R
Crescimento do aguapé na área de estudo do Pantanal
Área delimitada: 17948,5 km2
5
Equações diferenciais do modelo
Variável de estado
Fluxos de
entrada
Fluxos de
saída
Coeficientes
Equação diferencial
Q1 (Biomassa de
aguapé)
D (Detritos
compostos por
biomassa senescente)
k1*R*N
k2*Q1
k3*Q1
k4*D
k1, k2 e k3
dQ1/dt= k1*R*N - k2*Q1 - k3*Q1
k2 e k4
dD/dt = k2*Q1 - k4*D
N (Nutrientes na
coluna de água)
N1, k4*D e
k5*C
k1*R*N
k1, k4 e k5
dN/dt = N1 + k4*D + k5*C k1*R*N
k2*Q1
Para construir um programa para a simulação do sistema em
estudo, devem-se obter os valores dos estoques (variáveis de
estado) e dos fluxos.
6
Dados para a modelagem da
produção de biomassa
Análise da cobertura vegetal por imagens de satélite
para um período de 17 anos realizada por Souza et al.
(2010) que indica a ocupação territorial coberta por
macrófitas em relação à altura do rio Paraguai em
Ladário.
 Carga de fósforo nos rios da área de estudo (resumos
Congresso de Ecologia Brasileira: Mármora et al.,
2005; Moreira et al., 2007 e Silva et al., 2007).
 Estimativa da exportação de camalotes em Corumbá
realizada por Ramires (1993).
7
Quantidade de biomassa de aguapé
A quantidade de biomassa
produzida sazonalmente na
área de estudo foi determinada
utilizando-se a equação 1.
Nutrientes
Coluna d’água
N
Aguapé
Q1
K1*R*N
Qag  Aoctotal* %ag * d
(Equação 1)
K0*R*N
Sol
J
R
8
Quantidade de biomassa de aguapé
Os valores considerados para o cálculo da quantidade de
biomassa de aguapé na área delimitada foram:
Aoctotal, área ocupada por macrófitas em unidade de área
= valores em km² (Souza et al., 2010)
%ag, percentual de aguapé contido no total de vegetação
aquática = 70% (Castro et al., 2010)
d, a densidade mássica do aguapé em unidade de massa
seca por unidade de área = 2,1 kg MS.m-2 (Vianna et al.,
2010)
9
Variação sazonal de biomassa de aguapé
A curva de produção sazonal foi
aproximada por uma senoidal utilizando
a equação 2 (Odum &Odum, 2000).

t 
Y  V  R * seno 6,28* 
f

(Equação 2)
Y é uma função senoidal ou f(x) = seno(x)
V é a média dos valores da grandeza utilizada
R é a valor máximo da variação da grandeza utilizada, ou seja, é o
quanto a grandeza varia em relação à sua média (amplitude)
6,28 é o valor em radianos do ciclo senoidal completo
t é a unidade de tempo utilizada (meses, dias, etc.)
f é o período de tempo para o modelo em função da unidade de
tempo utilizada, por exemplo 1 (um) ano que significa 12 meses 10
Variação sazonal de biomassa de aguapé
Foram calculados os valores médios em massa
seca para a época da cheia, 1,27x107 ton MS, os
valores para a época de seca, 9,08x104 ton MS e a
produção anual de biomassa, 7,68 x107 ton MS.
Crescimento de Biomassa
2,01E+07
1,81E+07
1,41E+07
1,21E+07
1,01E+07
8,06E+06
6,06E+06
4,06E+06
2,06E+06
Média
Máximo
Mínimo
Ou
t
No
v
De
z
Se
t
Ju
l
Ag
o
Ju
n
ai
M
ar
Ab
r
M
Fe
v
Ja
n
De
z
No
v
Ou
t
Se
t
Ju
l
Ag
o
Ju
n
ai
M
Ab
r
ar
M
Fe
v
6,15E+04
Ja
n
Ton MS biomassa
1,61E+07
11
Consumo de biomassa por herbivoria e
senescência / produção de detritos
Considerou-se que:
Aguapé
Q1
Aves
K3*Q1
Insetos
Jacarés
Peixes
K2*Q1
C
Detritos
D
 a quantidade de
biomassa consumida por
herbivoria é de 10% da
produção (Esteves, 1988;
Lodge, 1998);
 a quantidade de
biomassa (lixiviada) que
se torna detrito é de 35%
(Mitsch, 1975).
12
Estoque de fósforo na coluna de água
Este estoque depende:
da entrada de nutrientes
carreados pelo pulso de
inundação,
Pulso de
Inundação
Nutrientes
N1
K4*D
da entrada de nutrientes
provenientes do metabolismo
dos consumidores e
K5*C
C
Nutrientes
N2
Nutrientes
Coluna d’água
N
D
da devolução de nutrientes
decorrentes da lixiviação dos
tecidos vegetais senescentes.
13
Entrada de fósforo com o pulso de inundação
Estes valores de fósforo foram calculados como
a soma das cargas de P nos afluentes do rio
Paraguai a jusante da área delimitada.
14
Entrada de fósforo com o pulso de inundação
A curva sazonal foi aproximada por uma senoidal
utilizando a equação 2 (Odum &Odum, 2000).
Carga de Fósforo Total - entrada pulso de inundação (ton/mês)
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set
Fósforo total entrada do pulso
15
Entrada de fósforo com a ciclagem pelos
consumidores
O volume de fósforo reciclado pelos consumidores foi
estimado sobre a contribuição dos jacarés que são
abundantes no Pantanal. Esta estimativa pode ser
melhorada considerando-se as contribuições dos peixes e
das aves.
A partir de estimativas da população de jacarés na área de
estudo (Mourão et al., 2000) e de estudos sobre a
ciclagem de fósforo por jacarés (Silva et al., 2006),
obteve-se o valor de 0,0128 ton de fósforo por mês para
esta entrada.
16
Entrada de fósforo pela lixiviação da biomassa
senescente
Neste estudo considerou-se que 70% do P contido na
biomassa lixiviada na fase inicial da decomposição
retorna para a coluna de água re-abastecendo o estoque
de nutrientes.
Este valor foi estimado considerando-se as observações
experimentais de Reddy e DeBusk (1987) que indicam
que 30% da carga de fósforo de um leito construído
cultivado com aguapé é imobilizada no sedimento.
17
Início
Com os dados e
considerações
anteriormente descritos
foram calculados os
valores dos fluxos e dos
coeficientes das equações.
Dados e
considerações
Condições
Iniciais
A partir de t=0
até t<tmáx
Passo ∆t
Cálculo dos
incrementos
de estoque
R = J/(1+k0*N)
Q1 = Amplitude + faixa de variação * seno (6,28 / escala temporal * t)
dQ1/dt = Qt – Qt-1 = k1*R*N – k2*Q1 – k3*Q1
Assim: N = (dQ1/dt + k2*Q1 + k3*Q1) / (k1*R)
Por meio de cálculos
iterativos são obtidos
valores para os
incrementos do estoque de
fósforo ao longo do tempo.
dN/dt = N1 +N2 + k4*D - k1*R*N
dD/dt = k2*Q1 - k4*D
N = N + dN/dt
Cálculo dos
estoques e do
tempo transcorrido
D = D + dD/dt
t = t + ∆t
Tabela
Gráficos
18
Fim
Remoção de fósforo
Níveis P no sistema (ton/mês)
500
400
300
200
100
0
Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun
P acumulado nos detritos
Jul
Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun
P consumido por herbívoria
P removido pelo aguapé
Jul
Ago Set
P na coluna de água
Out Nov Dez
Total de P no sistema
P removido e incorporado pelo aguapé (ton/mês)
60
50
40
30
20
10
0
Out
Nov
Dez
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
P removido pelo aguapé
Out
Nov
Dez
Jan
Fev
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
P incorporado na biomassa de aguapé
P removido e incorporado pelo aguapé (ton/mês)
60
Mar
19
Exportação de biomassa no rio Paraguai e colheita
Cálculos de exportação de biomassa da região das lagoas para o rio Paraguai
Produção de biomassa
(ton MS biomassa/ano)
Biomassa exportada
(ton MS biomassa/ano)
% da produção total
exportado
Referência
7,68E+07
1,70E+06
2,21%
Ramires, 1993
7,68E+07
8,50E+05
1,11%
Estimativas iniciais (*)
(*) A partir das primeiras análises dos dados videográficos do escoamento de ilhas flutuantes na
região de Corumbá.
Colheita efetiva de biomassa x capacidades produtivas disponíveis
Capacidade
de produção planta de
pirólise
(kg MS
(kg/h)
biomassa/ano)
Colheita efetiva
(% da
exportação)
N meses
ocupados
Colheita efetiva
o
(kg MS
biomassa/mês)
(kg MS
biomassa/dia)
100
264000
0,03
11
24000
800
200
528000
0,06
11
48000
1600
1000
1680000
0,20
7
240000
8000
2000
2400000
0,28
5
480000
16000
Hipoteticamente, nenhum dos níveis de colheita de ilhas flutuantes acima afetaria o
equilíbrio do ecossistema por representarem apenas uma parte muito pequena do que
escoa pelo rio em Corumbá (menos de 1% do volume produzido).
20
Avaliação emergética
A Avaliação Emergética (AE) permite avaliar a
renovabilidade, a emergia líquida de um sistema, a carga
ambiental e a relação de troca entre o sistema natural e o
sistema humano.
Os índices obtidos permitem avaliar a eficiência ambiental e
econômica do processo.
21
Modelo sistêmico da produção de biomassa
Pulso de
Inundação
(rio)
Lençol
Freático
Metano
Nutrientes
Biomassa
produzida à
montante
Chuva
Aves
Nutrientes
Coluna d’água
Vento
Mão-deobra
Biodiversidade
regional
Insetos
Jacarés
Peixes
Vegetação
Aquática
Exportação
de ilhas
flutuantes
Peixes
capturados
Pesca
Sol
Fluxo
de água
do rio
Detritos
Crescimento da vegetaçao aquática na área de estudo
Área delimitada: 17948,5 km2
Recarga
do
Aquífero
22
Tabela emergética da produção de
biomassa de aguapé
Número
Item
Fluxo
Unidade
Intensidade emergética
(seJ/unidade)
Referência (*)
Emergia
(seJ/ano)
%
Emergia
(Em$/ano)
R1
R2
R3
R4
Entradas
Recursos Naturais Renováveis - R
Entradas da atmosfera
Energia solar
Vento, energia cinética
Chuva, potencial químico
Chuva, energia potencial
1,40E+20
1,22E+18
1,19E+17
6,59E+15
J/ano
J/ano
J/ano
J/ano
1,00E+00
2,51E+03
3,06E+04
1,76E+04
Odum, 1996
Odum, 1996
Odum, 1996
Odum, 1996
6,95E+21
1,40E+20
3,07E+21
3,63E+21
1,16E+20
5
0,1
2,2
2,6
0,1
5,89E+08
1,19E+07
2,60E+08
3,08E+08
9,84E+06
R5
R6
R7
Entradas da bacia
Fósforo (pulso + rio)
Fluxo de água, potencial químico
Fluxo de água, energia potencial
2,63E+06
1,96E+16
4,08E+16
kg/ano
J/ano
J/ano
4,87E+16
8,14E+04
4,68E+04
Brandt-Williams, 2000
Odum, 1996
Odum, 1996
1,32E+23
1,28E+23
1,60E+21
1,91E+21
95,0
92,5
1,2
1,4
1,12E+10
1,09E+10
1,35E+08
1,62E+08
1,39E+23
100
1,17E+10
Emergia Total
Soma maior contribuição da atmosfera e entrada de fósforo
P1
P2
1,32E+23
Saídas
Fluxo
Unidade
Biomassa de aguapé
Água com menos nutrientes
7,68E+10
4,08E+13
kg MS/ano
kg/ano
Intensidade emergética
Energia
(J/kg)
Energia
(J/ano)
1,41E+07
1,69E+05
1,08E+18
6,91E+18
1,12E+10
Fator de uso
emergético
(%)
13,53
86,47
Emergia alocada
Base Energia
(seJ/ano)
1,78E+22
1,14E+23
Emergia alocada
(Em$/ano)
1,51E+09
9,65E+09
Calculadas com a maior contribuição - pot. quím. chuva, input de fósforo
e considerando o % de emergia alocada baseado em energia dos componenetes
T1
T1
T1
Biomassa de aguapé =
Biomassa de aguapé =
Biomassa de aguapé =
2,32E+11
1,65E+04
0,01966
seJ/kg
seJ/J
Em$/kg
19,66 Em$/ton
T2
T2
Água =
Água =
5,65E+05
0,00024
seJ/J
Em$/kg
0,24 Em$/ton
(*) Os valores das transformidades foram atualizados de acordo com o baseline revisado por Odum et.al., 2000.
Emdólar para Brasil =
1,18E+13 seJ/US$
Referência:
Sweeney et al., 2007 -
23
Comparação da ordem de grandeza
das transformidades obtidas
Biomassa de aguapé
Pantanal - área delimitada - este estudo
Boreal silviculture
Subtropical silviculture (slash pine)
Subtropical mixed harwood forest (oak/gum/magnolia/pine)
Tropical dry savanna
Tropical mangroves
Subtropical herbaceous wetland
Subtropical shrub-scrub wetland (titi and willow dominated)
Subtropical depressional forested wetland
Marsh wetland
Biomassa produzida de aguapé
Boreal forest above ground production
Slashpine above ground production
Biomass
Savanna biomass
Biomass growth
Algae
Live biomass
Live biomass
Live biomass
Live biomass
seJ/J
seJ/J
seJ/J
seJ/J
seJ/J
seJ/J
seJ/J
seJ/J
seJ/J
seJ/J
sej/j/ha
1,65E+04
8,28E+03
9,79E+03
9,24E+03
1,76E+04
2,47E+04
7,56E+03
1,23E+05
1,16E+05
1,23E+05
1,23E+05
Este estudo
Doherty, 1995
Doherty, 1995
Orrell, 1998
Prado-Jatar & Brown, 1997
Odum & Arding, 1991
Ortega, web
Bardi & Brown, 2000
Bardi & Brown, 2000
Bardi & Brown, 2000
Bardi & Brown, 2000
5,65E+05
1,04E+06
Este estudo
Brandt-Williams, 2000
Água
Pantanal - área delimitada - este estudo
Água
seJ/J
Subtropical freshwater lake
Water
seJ/J
Obs.: Os valores das transformidades foram atualizados de acordo com o baseline revisado por Odum et.al., 2000.
24
Gráficos das intensidades emergéticas sazonais
Transformidade Biomassa Produzida
500000
Tr biomassa (seJ/J)
400000
300000
200000
100000
ez
D
ut
ov
N
O
Se
t
go
A
Ju
l
Ju
n
M
ai
br
A
M
ar
Fe
v
Ja
n
ez
ov
D
N
ut
O
Se
t
go
A
Ju
l
Ju
n
M
ai
br
A
M
ar
Ja
n
Fe
v
0
Mês
600
4,00E+05
500
400
3,00E+05
300
2,00E+05
200
0
Mês
Ju
l
A
go
Se
t
O
ut
N
ov
D
ez
0,00E+00
Se
t
O
ut
N
ov
D
ez
Ja
n
Fe
v
M
ar
A
br
M
ai
Ju
n
100
Ju
l
A
go
1,00E+05
Em$/ton biomassa
5,00E+05
Ja
n
Fe
v
M
ar
A
br
M
ai
Ju
n
TR (seJ/J)
Transformidade e Em$/ton da Biomassa Produzida
Tr (seJ/J)
Em$/ton
25
Diagrama sistêmico do processo produtivo de
biocombustíveis (pirólise rápida de biomassa)
Biomassa
Infra
Estrutura
Materiais
Serviços
Mão-deobra
Gases
quentes
Sistema de colheita, transporte e
trituração
$
$
Bio-óleo
$
Processo de Pirólise
Rápida de
Biomassa
$
Finos de Carvão
$
26
Biomassa
1000 kg/h
100%
Sistema de
colheita,
transporte e
trituração
Secagem e
Moagem
Processos de
termoconversão
Cadeia produtiva
Potencialidade de
uso da biomassa
Modelo de negocio
Produtos da Pirólise
Alimentação
Gases
quentes
0
BTL
e
%d
O2
Areia
30%
Reator
Câmara de
combustão
Resfriamento
e condensação
Bio-óleo
Água
Carvão
Ciclone 1
Ciclone 2
(separação de
partículas
maiores)
(separação de
partículas
menores)
Recuperação
de bio-óleo
30%
300 kg/h
Extrato ácido
Biomassa
40%
Recuperação
de carvão
400 kg/h
Carvão em pó
27
Diagrama detalhado da pirólise rápida de biomassa
Refratários
Biomassa
1000 kg/h
Aço
Sistema de colheita,
transporte e trituração
Câmara
combustão
Areia
Água
Secador
e moedor
Energia
elétrica
Carvão
Alimentador
Reator de
pirólise
Gases (CO,
CH4 e N2)
300 kg/h
Serviços
Carvão em pó
400 kg/h
Ciclone 1
Ciclone 2
(separação de
partículas maiores)
(separação de
Resfriador/
condensador
Mão-deobra
Pó de carvão
(para briquetagem)
Biochar
(fertilizante)
partículas menores)
Bio-óleo
300 kg/h
Bio-óleo
(para gaseificação)
Pirólise rápida de biomassa
(1000 kg/h)
28
Tabela emergética para o sistema:
sem fluxos financeiros e sem externalidades
Número
Item
Fluxo
UnidadeIntensidade emergética
(seJ/unidade)
Referência
Emergia
(seJ/ano)
%
Emergia
Emergia
Índice de
Renovável
(Em$/ano) Renovabilidade (seJ/ano)
Emergia
Não Renovável
(seJ/ano)
Recursos Naturais
R1
R2
R3
R4
Renováveis - R
Biomassa de aguapé
Água (proveniente do rio para o sistema resfriamento)
Carvão (pré-aquecimento)
Areia
2,93E+13
1,17E+11
5,65E+09
3859,2
J/ano
J/ano
J/ano
kg/ano
1,65E+04 AE biomassa
6,22E+05 AE biomassa
1,41E+06 Alonso-Pippo, 2004
1,68E+12
Odum, 1996
5,70E+17
4,83E+17
7,24E+16
7,95E+15
6,48E+15
71,4
60,5
9,1
1,0
0,8
4,83E+04
4,10E+04
6,14E+03
6,74E+02
5,49E+02
1,18E+17
14,8
1,00E+04
1
1
1
1
5,70E+17
4,83E+17
7,24E+16
7,95E+15
6,48E+15
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
MR
5,40E+16
MN
6,42E+16
Recursos da Economia
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M10
Materiais - M
Infra-estrutura
Aço para construção civil
Cimento para construção civil
Equipamentos e Maquinário
Aço do sistema de colheita e trituração
Aço do sistema de alimentação e reator
Aço dos ciclones
Aço do sistema de recuperação de bio-óleo
Aço do sistema de coleta de bio-óleo e carvão
Aço da câmara de combustão
Materiais
Refratário
Insumos
Energia Elétrica
336 kg/ano
436,2 kg/ano
4,65E+12
2,02E+12
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
1,56E+15
8,81E+14
0,2
0,1
1,32E+02
7,47E+01
0
0
0,00E+00
0,00E+00
1,56E+15
8,81E+14
kg/ano
kg/ano
kg/ano
kg/ano
kg/ano
kg/ano
4,65E+12
4,65E+12
4,65E+12
4,65E+12
4,65E+12
4,65E+12
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
0,00E+00
1,87E+15
7,48E+13
3,12E+14
1,81E+14
1,50E+14
0,0
0,2
0,0
0,0
0,0
0,0
0,00E+00
1,58E+02
6,34E+00
2,64E+01
1,53E+01
1,27E+01
0
0
0
0
0
0
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
1,87E+15
7,48E+13
3,12E+14
1,81E+14
1,50E+14
1005 kg/ano
5,14E+12
Buranakarn, 1998
5,17E+15
0,6
4,38E+02
0
0,00E+00
5,17E+15
5,40E+16
SR
7,70E+16
1,83E+16
4,40E+16
1,47E+16
3,08E+13
5,40E+16
SN
3,30E+16
1,83E+16
1,10E+16
3,66E+15
3,08E+13
7,01E+17
9,72E+16
402
16,08
67
38,86
32,16
9,65E+11 J/ano
1,12E+05 Brown & Ulgiati, 2004
1,08E+17
13,5
9,16E+03
0,5
9,07E+08
2,18E+09
1,16E+09
1,00E+08
4,04E+07
2,53E+07
1,58E+07
6,12E+05
1,10E+17
3,66E+16
5,50E+16
1,83E+16
6,15E+13
13,8
4,6
6,9
2,3
0,0
9,32E+03
3,11E+03
4,66E+03
1,55E+03
5,21E+00
0,5
0,8
0,8
0,5
7,98E+17
100,0
6,77E+04
Serviços - S
S1
S2
S3
S4
Mão-de-obra especializada: 1 técnico
Mão-de-obra operacional: 2 operadores mantenedores
Mão-de-obra operacional: 1 assistente
Manutenção mecânica
J/ano
J/ano
J/ano
J/ano
Calculado neste caso
Calculado neste caso
Calculado neste caso
Calculado neste caso
EMERGIA TOTAL
PRODUÇÃO
P1
P2
P3
Bio-óleo
Finos de carvão
Gases
Preço de venda
(US$/kg)
9,93E+12 J/ano
7,00E+12 J/ano
1,83E+13 J/ano
0,55
0,27
Uso interno na secagem
(*) Os valores das transformidades foram atualizados de acordo com o baseline revisado por Odum et.al., 2000.
As transformidades de materiais estão com "labour and services".
Emdólar Brasil =
1,18E+13 seJ/US$
Referência:
Volume Produzido
Ganho com vendas Ganho com vendas
(kg/ano)
(US$/ano)
(seJ/ano)
624000
340363,64
4,02E+18
832000
226909,09
2,68E+18
Sweeney et.al., 2007
29
Tabela emergética para o sistema: com fluxos financeiros e com
externalidades
Número
Item
Fluxo
Unidade Intensidade emergética
(seJ/unidade)
Referência
Emergia
(seJ/ano)
%
Emergia
(Em$/ano)
Recursos Naturais
R1
R2
R3
R4
Renováveis - R
Biomassa de aguapé
Água (proveniente do rio para o sistema resfriamento)
Carvão (pré-aquecimento)
Areia
2,93E+13
1,17E+11
5,65E+09
3859,2
J/ano
J/ano
J/ano
kg/ano
1,65E+04 AE biomassa
6,22E+05 AE biomassa
1,41E+06 Alonso-Pippo, 2004
1,68E+12
Odum, 1996
Custo
% de diferença entre
(US$/ano) valor emergético e
valor econômico
5,70E+17
4,83E+17
7,24E+16
7,95E+15
6,48E+15
16,7
14,2
2,1
0,2
0,2
4,83E+04
4,10E+04
6,14E+03
6,74E+02
5,49E+02
1,09E+02
503,39%
1,18E+17
3,5
1,00E+04
1,19E+05
8,39%
Preço Mercado
(US$/kg)
0,03
Índice de
Renovabilidade
1
1
1
1
Emergia
Renovável
(seJ/ano)
Emergia
Não Renovável
(seJ/ano)
5,70E+17
4,83E+17
7,24E+16
7,95E+15
6,48E+15
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
MR
5,40E+16
MN
6,42E+16
Recursos da Economia
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M10
Materiais - M
Infra-estrutura
Aço para construção civil
Cimento para construção civil
Equipamentos e Maquinário
Aço do sistema de colheita e trituração
Aço do sistema de alimentação e reator
336 kg/ano
436,2 kg/ano
4,65E+12
2,02E+12
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
1,56E+15
8,81E+14
0,0
0,0
1,32E+02
7,47E+01
1,06E+03
1,32E+02
12,50%
56,49%
3,15
0,30
0
0
0,00E+00
0,00E+00
1,56E+15
8,81E+14
kg/ano
kg/ano
kg/ano
kg/ano
kg/ano
kg/ano
4,65E+12
4,65E+12
4,65E+12
4,65E+12
4,65E+12
4,65E+12
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
Haukoos, 1995
0,00E+00
1,87E+15
7,48E+13
3,12E+14
1,81E+14
1,50E+14
0,0
0,1
0,0
0,0
0,0
0,0
0,00E+00
1,58E+02
6,34E+00
2,64E+01
1,53E+01
1,27E+01
0,00E+00
1,65E+03
6,59E+01
2,74E+02
1,59E+02
1,32E+02
9,62%
9,62%
9,62%
9,62%
9,62%
4,10
4,10
4,10
4,10
4,10
4,10
0
0
0
0
0
0
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
1,87E+15
7,48E+13
3,12E+14
1,81E+14
1,50E+14
1005 kg/ano
5,14E+12
Buranakarn, 1998
5,17E+15
0,2
4,38E+02
6,09E+02
71,87%
0,61
0
0,00E+00
5,17E+15
1,15E+05
7,93%
0,43
0,5
5,40E+16
5,40E+16
7,70E+16
1,83E+16
4,40E+16
1,47E+16
3,08E+13
SR
7,70E+16
2,14E+18
1,83E+16
1,10E+16
3,66E+15
3,08E+13
SN
3,30E+16
402
16,08
67
38,86
32,16
Aço dos ciclones
Aço do sistema de recuperação de bio-óleo
Aço do sistema de coleta de bio-óleo e carvão
Aço da câmara de combustão
Materiais
Refratário
Insumos
9,65E+11 J/ano
Energia Elétrica
1,12E+05 Brown & Ulgiati, 2004
1,08E+17
3,2
9,16E+03
4,04E+07
2,53E+07
1,58E+07
6,12E+05
Calculado neste caso
Calculado neste caso
Calculado neste caso
Calculado neste caso
2,22E+18
3,66E+16
5,50E+16
1,83E+16
6,15E+13
65,0
1,1
1,6
0,5
0,0
1,88E+05
3,11E+03
4,66E+03
1,55E+03
5,21E+00
0,5
0,8
0,8
0,5
1,18E+13 Sweeney et.al., 2007
1,18E+13 Sweeney et.al., 2007
1,18E+13 Sweeney et.al., 2007
1,01E+18
1,30E+17
9,69E+17
29,5
3,8
28,4
8,53E+04
1,10E+04
8,21E+04
0
0
0
0,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
1,01E+18
1,30E+17
9,69E+17
5,03E+17
14,8
4,26E+04
0
0,00E+00
5,03E+17
3,41E+18
3,29E+18
100,0
2,89E+05
2,79E+05
7,01E+17
6,47E+17
2,71E+18
2,64E+18
Serviços - S
S1
S2
S3
S4
Mão-de-obra especializada: 1 técnico
Mão-de-obra operacional: 2 operadores mantenedores
Mão-de-obra operacional: 1 assistente
Manutenção mecânica
9,07E+08
2,18E+09
1,16E+09
1,00E+08
J/ano
J/ano
J/ano
J/ano
Serviços Adicionais - S
S5
S6
S7
Pagamento do principal sobre empréstimos
Pagamento de juros sobre empréstimos
Impostos e taxas sobre serviços públicos
85289,52 US$/ano
11002,35 US$/ano
82100,68 US$/ano
Mudanças de estoque interno
Pagamento de lucros a acionistas
Depreciação
Amortização
Recursos Financeiros
Custo de aquisição do sistema de colheita e trituração
Custo de aquisição da planta de pirólise
Custo da construção civil
Custo de Aquisição de Equipamentos e Infra-estrutrura
Entrada de Recursos Financeiros - Faturamento Anual
Saída de Recursos Financeiros
Fluxo Líquido de Dinheiro
Externalidades (5% de reserva sobre capital investido)
Emissões gasosas da produção
Resíduos sólidos da produção
Efluentes
Ruídos
Odores e Fumaça
EMERGIA TOTAL
EMERGIA INCORPORADA - Y
35817,71 US$/ano
2441,66 US$/ano
2558,69 US$/ano
0,00
787878,79
65016,36
852895,15
567272,73
219210,60
348062,13
US$
US$
US$
US$
US$/ano Soma das vendas
US$/ano Soma dos pagamentos
US$/ano
42644,76 US$/ano
Soma das contribuições da natureza, serviços e externalidades,
para evitar dupla contagem exclui-se materiais
PRODUÇÃO
P1
P2
P3
Bio-óleo
Finos de carvão
Gases
1,18E+13 Sweeney et.al., 2007
Preço de venda
(US$/kg)
9,93E+12 J/ano
7,00E+12 J/ano
1,83E+13 J/ano
0,55
0,27
Uso interno na secagem
(*) Os valores das transformidades foram atualizados de acordo com o baseline revisado por Odum et.al., 2000.
As transformidades de materiais estão com "labour and services".
Emdólar Brasil =
1,18E+13 seJ/US$
Referência:
Volume Produzido Ganho com vendas Ganho com vendas
(kg/ano)
(US$/ano)
(seJ/ano)
624000
340363,64
4,02E+18
832000
226909,09
2,68E+18
Sweeney et.al., 2007
30
Item
Item
Recursos Naturais
Recursos Naturais
Renováveis - R
Biomassa de aguapé
Água (proveniente do rio para o sistema resfriamento)
Carvão (pré-aquecimento)
Areia
Renováveis - R
Biomassa de aguapé
Água (proveniente do rio para o sistema resfriamento)
Carvão (pré-aquecimento)
Areia
Recursos da Economia
Recursos da Economia
Materiais - M
Infra-estrutura
Aço para construção civil
Cimento para construção civil
Equipamentos e Maquinário
Aço do sistema de colheita e trituração
Aço do sistema de alimentação e reator
Materiais - M
Infra-estrutura
Aço para construção civil
Cimento para construção civil
Equipamentos e Maquinário
Aço do sistema de colheita e trituração
Aço do sistema de alimentação e reator
Aço dos ciclones
Aço do sistema de recuperação de bio-óleo
Aço do sistema de coleta de bio-óleo e carvão
Aço da câmara de combustão
Materiais
Refratário
Insumos
Aço dos ciclones
Aço do sistema de recuperação de bio-óleo
Aço do sistema de coleta de bio-óleo e carvão
Aço da câmara de combustão
Materiais
Refratário
Insumos
Energia Elétrica
Energia Elétrica
Serviços - S
Serviços - S
Mão-de-obra especializada: 1 técnico
Mão-de-obra operacional: 2 operadores mantenedores
Mão-de-obra operacional: 1 assistente
Manutenção mecânica
Mão-de-obra especializada: 1 técnico
Mão-de-obra operacional: 2 operadores mantenedores
Mão-de-obra operacional: 1 assistente
Manutenção mecânica
Comparação
entre os itens
das tabelas
Serviços Adicionais - S
Pagamento do principal sobre empréstimos
Pagamento de juros sobre empréstimos
Impostos e taxas sobre serviços públicos
Externalidades
Emissões gasosas da produção
Resíduos sólidos da produção
Efluentes
Ruídos
Odores e Fumaça
31
Comparação entre fluxos agregados
Fluxos de emergia
Recursos Naturais Renováveis - R
Recursos Naturais Não-renováveis - N
Total de Recursos Naturais - I
Materiais da economia - M
MR
MN
Serviços da economia - S
SR
SN
Serviços Adicionais - SA
Feedback da Economia - F
Externalidades
Emergia incorporada - Y
Valor emergético - Em$
Sem fluxos fin. e ext.
Com fluxos fin. e ext.
Sem fluxos Com fluxos
fin. e ext.
fin. e ext.
seJ/ano
5,70E+17
5,70E+17
(I = R + N)
(F = M + S)
(Y = I + F)
5,70E+17
1,18E+17
5,40E+16
6,42E+16
1,10E+17
7,70E+16
3,30E+16
0
2,28E+17
0
7,98E+17
Em$/ano
6,77E+04
2,79E+05
5,70E+17
1,18E+17
5,40E+16
6,42E+16
2,22E+18
7,70E+16
3,30E+16
2,11E+18
2,33E+18
5,03E+17
3,29E+18
32
Indicadores emergéticos para o
sistema de produção de biocombustíveis
AE
AE
Sem fluxos Com fluxos
fin. e ext.
fin. e ext.
Índices Emergéticos
Transformidade bio-óleo
Transformidade carvão
Transformidade gases quentes
% Renovabilidade
EYR - Taxa de emergia líquida
EIR - Taxa de investimento
ELR - Taxa de carga ambiental
EER - Taxa de intercâmbio emergético do bio-óleo
EER - Taxa de intercâmbio emergético do carvao
Unidade
Emergia alocada/Fluxo
seJ/J
Emergia alocada/Fluxo
seJ/J
Emergia alocada/Fluxo
seJ/J
(R+MR+SR)/Y
%
Y/F
adimensional
F/I
adimensional
(N+MN+SN)/(R+MR+SR) adimensional
Y/(Em$ das vendas)
seJ/Em$
Y/(Em$ das vendas)
seJ/Em$
EYR é uma medida da contribuição potencial
do processo estudado à economia em
decorrência da exploração do recurso local.
Processos para obter combustíveis fósseis
apresentam alto EYR.
ELR é uma medida da pressão de um
processo sobre o ambiente, uma medida do
stress ecossistêmico. Quanto mais o
desenvolvimento se afasta do processo
natural, maior o ELR.
8,04E+04
1,14E+05
4,37E+04
87,82%
3,50
0,40
0,14
0,20
0,30
3,43E+05
4,87E+05
1,86E+05
21,32%
1,41
4,09
0,14
0,85
1,27
EIR é uma medida da dependência da
economia para o processo. Quanto maior
este índice, mais intenso é o uso dos
recursos da economia e mais dinheiro circula.
EER é uma medida do quanto é justa uma
troca. O processo entrega valor aos
compradores que devolvem dinheiro.
33
Obrigada a todos!
Agradecimentos especiais:
34