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).
OBJETIVOS
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.
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
-Limites
-Componentes
-Entradas
-Saídas
-Interações
-Hierarquia
Desenhos aquarelados desta pesquisa são de
Ornella Flandoli
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
Tamarindo, Feijão Guandu, Guapuruvu,
Mamona , Mandioca, etc.
Araribá, amora, mamão e uvaia
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.
SAF Catavento: Foto
Mandioca, cana de açúcar, margaridão, manga, banana e
tamarindo
Família do Agricultor
O Feijão é armazenado em garrafas PET
Janelas de madeira
Móveis de madeira
Farmers’s
Fogão
a lenha house
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
comparar
corretamente 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.
Serviços
Renováveis
Infraestrutura
Materiais
Materiais
Renováveis
Consumo
familiar
Serviços
Financeiros
$
Estoques internos:
Biodiversidade,
biomassa,
serapilheira.
Energia
Renovável
Serviços
Serviços
Ambientais
Familia
do
produtor
Preços
$
Saídas
Produção
Resíduos
Sistema Agroflorestal Sucessional
Resíduos
Fluxograma da área de agrofloresta do Sítio Catavento
Plantas atuando em
série e em paralelo
Fauna
Família e
agregados
BiodiverÁgua sidade
MR2
Materiais
renováveis
(serapilheira)
MR1
Materiais
renováveis
(solo superficial)
ER
Energia
Renovável
Serviços ambientais
Solo
Pioneiras
(mat.org.)
Produtos do SAF
Tuberculos
Tubérculos e raízes
Legumes
Grãos
Frutos
Madeiras
Sistema Agroflorestal
(SAF)
Leguminosas
Grãos
Frutas
Madeiras para
diversos usos
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
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.
Fluxo de
Nota
R
1
Recursos da
Natureza
renováveis
I
N
Recursos da
Natureza não
Y
renováveis
M
Materiais da
economia
F
S
Serviços da
economia
Contribuições 2
Números
Unidades
3
4
emergia
Transformidade 5
6
MODELO DA CLASSIFICAÇÃO FEITA NA PESQUISA Pioneiras Comerciais
Classificação Botânica
Nome Popular
Nome Cientifico Família
Classificação Funcional
Ciclo de Vida
Estrato
Função
Função
Ecológica
Econômica
Abacaxi
Ananás comosus Bromeliaceae
II
B
AF/MO
A
Abóbora
Corcubita sp.
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 -
Saccharum
Poaceae
II
E
MO/C/E
A/F
açúcar
officinarum
Cará
Dioscorea
Dioscoreaceae
II
M
MO
A
Curcubitaceae
trifida
Feijão-arroz
Vigna angularis Fabaceae
I
B/R
N/MO
A
Feijão-azuki
Vigna angularis Fabaceae
I
A
N/MO
A
Fabaceae
I
A
N/MO
A
Fabaceae
I
A
N/MO
A
Dioscorea
II
B
MO/AF/A/E
A
Euphorbiaceae
II
A
MO
A
Feijão-de-corda Phaseolus
vulgaris
Feijão-
Phaseolus
carioquinha
vulgaris
Inhame
Dioscorea
villosa
Mandioca
Manihot
sculenta
Milho- criolo
Zea mays
Poaceae
I
E
MO/AF
A/F
Taioba
Xanthosoma
Araceae
III
M/B
MO/AF/A/E
A
sagittifolium
Baseado na Cartilha
Liberdade e vida com Agrofloresta e Cartilha ‘Y Ikatu Xingu
(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
áridas
MP = 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).
Cálculo da estimativa do estoque de biomassa das espécies do Sítio
Catavento
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)
onde
D = diâmetro à altura do peito (cm),
B = biomassa aérea (peso seco) (kg/árvore),
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))
Equação 2
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
.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):
Equação 4
B = biomassa estimada em um tempo t;
A = (K – Bi) /Bi,
k = (ln (K / Bi)) / T
Onde Bi é a biomassa inicial da árvore plantada no sistema
Nesta pesquisa foi assumido o valor inicial de 0,1 kg para cada árvore
K= capacidade genofenotipica da espécie : quanto de biomassa chegará na idade adulta
k = coeficiente indicativo de quão rápido irá crescer (condições)
A = Quanto que ela pode vir a crescer
T corresponde ao tempo máximo de vida da espécie arbórea individual
Cálculo da Biomassa para as Espécies Pioneiras Comerciais e Não
Comerciais
Equação 5
T = período de produção economicamente viável
K = produção inicial
A = corresponde ao potencial de crescimento a ser desenvolvido (quanto que ela
pode vir a crescer)
Bf = valor final de produção
C = 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.
RESULTADOS
Todas as espécies do SAF Catavento
Biomassa Seca em ka/ha ano
14000
12000
10000
8000
Biomassa Total de todas as espécies do Sítio
Catavento
6000
4000
2000
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Tempo
(anos) 50
Biomassa das espécies pioneiras não
comerciais SAF
3500
Biomassa/ ha ano
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
5
10
Tempo (anos)
15
Biomassa das Espécies Pioneiras Comerciais
5,500
Biomassa kg/ ha ano
4,500
3,500
2,500
1,500
500
0
-500
10
20
30
Tempo (anos)
40
50
Taxa estimada de produção de Biomassa das Árvores Frutíferas
Abacate
Açai
Banana Maçã
Banana Nanica
Banana Ouro
Banana Pão
Banana Prata
Café
Caqui
Coco
Goiaba
Guabiroba
Jaboticaba
Jaca
Laranja
Limão Cravo
Limão Galego
Limão Siciliano
Mamão
Manga Enxertada
Manga Não Enxertada
Maracujá
Nêspera
Pitanga
Pupunha
Biomassa (kg/ha/ano)
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
10
20
30
40
Tempo (Anos)
50
15000
Taxa de Produção de Biomassa das Árvores Não
Frutíferas (Madeiráveis)
Biomassa
(kg/ha/ano)
10000
5000
0
0
10
Amora
Babosa branca
Escova de macaco
Guapuruvu
Louro
Santa Bárbara
Urucum
Anda assu
Canafistula
Fedegoso
Ingá
Mutambo
Seringueira
20
Araribá
Capixingui
Fumo bravo
Ipê Rosa
Paineira
Sibipiruna
30
Araticum
Chichá
Gliricidea
Jacarandá
Pau formiga
Sombreiro
40
Aroeira
Copaiba
Grandiuva
Jatobá
Pau Viola
Tefrósia
Tempo (Anos) 50
Árvore do Pinguço
Embauba
Grumixama
Leucena
Sabão de Soldado
Timburí
Comportamento da produção do sistema e total dos
estoques que são produzidos durante o
desenvolvimento do SAF.
Biomassa em kg ha ano
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
0
5
Árvores Frutíferas
10
15
Madeiraveis
20
25
30
Pioneiras Comerciais
35
40
45
Pioneiras Não Comerciais
50
Tempo (anos)
PPL
Energia Total dos Produtos : SAF
4.0E+09
J/ha/ano
3.0E+09
2.0E+09
1.0E+09
0
10
20
30
Tempo (anos)
40
50
Indices Emergéticos
Transformidade
Renovabilidade
Razão de Investimento
Razão de Intercâmbio
Razão de Rendimento
Emergia (seJ/J)
9.00E+15
Fluxos Agregados
8.00E+15
7.00E+15
6.00E+15
5.00E+15
4.00E+15
3.00E+15
Y
R
M
S
N
2.00E+15
1.00E+15
0.00E+00
0
10
20
30
Tempo (anos)
40
50
Transformidade do SAF (Tr=Y/Ep)
35000
seJ/J
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
0
10
20
30
40Tempo (Anos) 50
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)
Renovabilidade (R%)
100,00
90,00
80,00
%
70,00
60,00
50,00
0
10
20
30
Tempo (Anos)
40
50
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%
16
Taxa de Rendimento Emergético (EYR) Y/F
14
12
10
8
6
4
2
Tempo (Anos)
0
0
10
20
30
40
50
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
Taxa de Investimento Emergético (EIR)
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
10
20
30
Tempo (Anos)
40
50
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.
Taxa Intercâmbio Emergético (EER)
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
10
20
30
Tempo (Anos)
40
50
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
Receita US$ haano
25000.0
Receita Anual das Espécies do SAF Catavento em 100anos
Árvores Frutíferas
20000.0
Árvores Não Frutíferas
Pioneiras Comerciais
15000.0
Receitas Sem Ambientais
10000.0
5000.0
Tempo (Anos)
0.0
0
20
40
60
80
100
Receita
Tempo Patronal Familiar
1
1.411 5.311
2
1.812 5.712
3
2.528 6.428
4
3.385 7.285
5
4.468 8.368
6
4.872 8.772
7
4.847 8.747
8
4.808 8.708
9
4.795 8.695
10
4.387 8.287
11
4.232 8.132
12
4.416 8.316
13
4.647 8.547
14
4.905 8.805
15
5.163 9.063
16
5.405 9.305
17
5.414 9.314
18
5.767 9.667
19
6.274 10.174
20
6.050 9.950
T
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Custo
PatronaFamiliar
4609 709
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
3933 33
T
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Lucro
Patronal
-3198
-2121
-1405
-548
535
939
914
875
862
454
299
483
714
972
1230
1472
1481
1834
2341
2117
Familiar
4.602
5.679
6.395
7.252
8.335
8.739
8.714
8.675
8.662
8.254
8.099
8.283
8.514
8.772
9.030
9.272
9.281
9.634
10.141
9.917
25,000
Receita Líquida (US$/ha/ano)
20,000
15,000
10,000
5,000
0
0
10
20
Patronal (1 trabalhador fixo)
Tempo (Anos)
30
Familiar (Sem empregado fixo)
40
50
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 Bibliográficas
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VIVAN, J. L. Agricultura & Floresta – Princípios de uma Interação Vital. AS-PTA/Editora
Agropecuária, 1998, 207p.
Reflexão
É importante
compreender o
processo de
recuperação das
áreas degradadas
com a
implantação de
SAFs
reconstruindo a
paisagem local?