II JORNADAS DO CURSO DE
ENGENHARIA DO AMBIENTE E BIOLÓGICA
GESTÃO SUSTENTÁVEL DE RESÍDUOS,
O CONTRIBUTO DA ECOLOGIA
INDUSTRIAL
2 de Março de 2012
Paulo Manuel Cadete Ferrão
Desenvolvimento
sustentável,Brundtland*
• Desenvolvimento que garanta a satisfação
das necessidades do presente sem
comprometer a capacidade de as futuras
gerações satisfazerem as suas próprias.
* “Our common future”, Brundtland Report, 1987
Modelo Convencional da Economia
Consumo
Serviços
Famílias
Fluxos
financeiros
Empresas
Mercado
Economia “real”: Um sistema aberto
Extracção
Processamento
Produção
Consumo
Resíduos
Transformação
Reciclagem
AMBIENTE
Impactes ambientais
Externalidades
Desenvolvimento Sustentável ?
“A questão ambiental”
Impacte Ambiental =
(População)*(PIB/Capita)*(Impacte ambiental/PIB)
Aumento da
Eco-eficiência
Haverá um
problema mundial?
Papel da
Engenharia
Pegada Ecológica
Ferramenta de avaliação que quantifica a
área de ecosistemas produtivos, terrestres
ou marinhos, necessária para suportar o
consumo de recursos e os requisitos de
assimilação de alguns poluentes
associados a uma população.
Conceito de “carrying capacity”:
população máxima que uma
determinada zona pode suportar
indefinidamente.
Metodologia de cálculo
• Os métodos de cálculo consideram
diferentes tipos de utilização da Terra,
como sejam:
– Solo arável e pastagens
– Mar
– Floresta
– Minerais
– Espaço adaptado (infraestruturas)
– Energia: absorção de CO2
Solo arável e pastagens
• O solo arável corresponde ao solo mais produtivo, a
qual pode gerar quantidades significativas de biomassa.
Segundo a FAO (Food and Agriculture Organization of
the United Nations) existem na Terra, menos de 0.25
hectares per capita de solo arável.
• As pastagens correspondem a zonas não tão produtivas
como as de solo arável e que são utilizadas para
alimentar gado. Actualmente, estima-se a sua
disponibilidade em 0.6 hectares per capita. O seu
potencial para produzir biomassa é muito inferior ao do
solo arável e, adicionalmente, a sua conversão em
carne contribui para reduzir a energia bioquimica
disponível de um factor de 10.
Espaços adaptados e Mar
• Os Espaços adaptados pelo homem, estendem-se hoje
a valores que representam aproximadamente 0.03
hectares per capita.
• O Mar cobre mais de 6 hectares per capita. No entanto,
estima-se que cerca de 95% da “produção ecológica” do
mar ocorra em apenas 0.5 hectares per capita, os quais
se usam para representar a capacidade produtiva do
mar.
Medir a produtividade ecológica do mar em termos de
área (e não de volume), faz algum sentido, porque os
factores mais relevantes para a sua produtividade estão
associados à absorção de enrgia solar e a trocas
gasosas com a atmosfera.
Floresta
• A Floresta é essencialmente utilizada para a
produção de madeira. No entanto, serve muitos
outros propósitos, como sejam a prevenção da
erosão dos solos, a consolidação dos ciclos
hidrológicos e a protecção da biodiversidade.
Com esta definição, a floresta não é um
candidato a sumidouro de CO2.
• Actualmente, devem estar disponíveis cerca de
0.6 hectares de floresta per capita
Energia
• A utilização de Energia obtida com base em
combustíveis fósseis requer a sua absorção em
biomassa, nomeadamente em novas florestas.
• No entanto, este conceito é frágil, pois há que
prever a conservação da biomassa de forma a
que esta não venha a ser transformada em CO2.
Pegada Ecológica: Quantificação
• Área de ecossistemas produtivos disponíveis na Terra:
–Solo arável:
–Espaços adaptados:
–Pastagens:
–Mar:
–Floresta:
TOTAL:
0,25 hectares/capita
0,03 hectares/capita
0,60 hectares/capita
0,50 hectares/capita
0,60 hectares/capita
2
hectares/capita
No entanto, para além do Homem, cerca de 30 milhões de espécies
devem ocupar algum desse espaço. Considerando, de acordo com a
World Commission on Environment and Development, que pelo
menos 12% da capacidade ecológica lhes deve ser atribuida para
preservação da biodiversidade:
TOTAL disponível para o Homem:
1,7
hectares/capita
Temos um problema...
http://www.panda.org/news_facts/publications/general/livingplanet/index.cfm
Cálculos personalizados
Pegada Ecológica - Exemplos
Population
(in 1997)
Footprint
in [ha/cap]
Ecological
Available deficit (if
capacity negative)
in [ha/cap] in [ha/cap]
Total fp
[km2]
Total av.cap
[km2]
Argentina
35,405,000
3.9
4.6
0.7
1,380,795
1,628,630
Australia
18,550,000
9
14
5
1,669,500
2,597,000
Austria
Netherlands
New Zealand
Nigeria
Norway
8,053,000
4.1
3.1
-1
330,173
249,643
15,697,000
5.3
1.7
-3.6
831,941
266,849
3,654,000
7.6
20.4
12.8
277,704
745,416
118,369,000
1.5
0.6
-0.9
1,775,535
710,214
275,625
4,375,000
6.2
6.3
0.1
271,250
148,686,000
0.8
0.5
-0.3
1,189,488
743,430
Peru
24,691,000
1.6
7.7
6.1
395,056
1,901,207
Philippines
70,375,000
1.5
0.9
-0.6
1,055,625
633,375
Poland, Rep
38,521,000
4.1
2
-2.1
1,579,361
770,420
9,814,000
3.8
2.9
-0.9
372,932
284,606
6
3.7
-2.3
8,782,860
5,416,097
Pakistan
Portugal
Russian Federation
Singapore
146,381,000
2,899,000
7.2
0.1
-7.1
208,728
2,899
South Africa
43,325,000
3.2
1.3
-1.9
1,386,400
563,225
Spain
39,729,000
3.8
2.2
-1.6
1,509,702
874,038
8,862,000
5.9
7
1.1
522,858
620,340
Sweden
Switzerland
5
1.8
-3.2
366,600
131,976
Thailand
60,046,000
2.8
1.2
-1.6
1,681,288
720,552
Turkey
64,293,000
2.1
1.3
-0.8
1,350,153
835,809
United Kingdom
58,587,000
5.2
1.7
-3.5
3,046,524
995,979
10.3
6.7
-3.6
3.8
2.8
2.7
2.1
-1.1
-0.7
United States
Venezuela
WORLD
7,332,000
268,189,000
22,777,000
5,892,480,000
27,623,467 17,968,663
865,526
http://www.ecouncil.ac.cr/rio/focus/report/english/footprint/ranking.htm
614,979
Limitações do conceito
• A selecção de produtos considerados na
métrica não é exaustiva e, em questões
ambientais, quantidade não é perigosidade.
– A pegada ecológica não inclui todos os impactes
ambientais, apenas considera o consumo de
recursos e a regeneração de alguns poluentes pela
biosfera.
• O conceito deixa de fora questões sociais e
económicas.
Da contabilização à motivação
• A área biologicamente
produtiva disponível por
pessoa é inferior a
2 hectares.
• A pegada Ecológica média
excede já significativamente
(>30%) a área disponível.
• Estamos perante um “deficit
de sustentabilidade”: O
capital natural, de cuja
sobrevivência dependemos,
está a diminuir.
Mudança de Paradigma e
Práticas Correntes
Consciência
Frustração ?
Ansiedade ?
Estágio de
Mudança de Paradigma
Nova Visão
Metáforas
São importantes
Novos Conceitos
Novas condutas
Redução do nível de ansiedade
Estágio de
Práticas Correntes
Objectivos
Ferramentas
Práticas
Métrica
É importante
Medição
Decisão
Novos objectivos
A Ecologia Industrial no contexto da
evolução das estratégias ambientais
Evolução das estratégias ambientais
Business-as-usual
Orientada para o
processo
Cumprimento da legislação
Prevenção da poluição
EIA, Auditorias energéticas
Extensão da responsabilidade
do produtor
Orientada para o
produto
Eco-eficiência
Eco-Design
Conceito de Ciclo de Vida
ACV
Ciclos de vida do produto
Outros
RSU
EEE
Automóvel
Fabrico de
componentes
Recursos
Montagem
do veículo
Uso
Resíduos
(VFV)
Ambiente
Outros
RSU
EEE
Automóvel
Fabrico dos
componentes
Montagem dos
componentes
Uso
A Ecologia Industrial no contexto da
evolução das estratégias ambientais
Evolução das estratégias ambientais
Business-as-usual
Orientada para o
processo
Cumprimento da legislação
Prevenção da poluição
EIA, Auditorias energéticas
Extensão da responsabilidade
do produtor
Orientada para o
produto
Eco-eficiência
Eco-Design
Conceito de Ciclo de Vida
ACV
Ecologia Industrial
Sustentabilidade global
Ecossistemas industriais fechados
Promoção de trocas de resíduos
+, MFA,...
Visão sistémica
Ecologia Industrial:
Principais conceitos
• A capacidade Natural para o fecho de ciclos
deve ser replicada nos sistemas industriais.
– Fechar os ciclos dos materiais
– Promover a utilização da energia em cascata
– Aproximar os sistemas do “equilibrio termodinâmico”
• Equílibrar o desenvolvimento Humano com
Natureza.
– Balizar o crescimento (com respeito pela capacidade
natural de regeneração)
Economias
Industrial e Natural
Economia Industrial
Impulsionada por
questões financeiras
Produção centralizada,
em larga escala
Economia Natural
Impulsionada pela
energia solar
Produção descentralizada,
com dispersão de riscos
Sistema linear, baseado no
mercado de matérias primas
Diversidade
Sistema circular,
capacidade de renovar
Ênfase na produção
Ênfase na reprodução
Monoculturas
Resíduos sem valorização (lixo):
Reciclagem de resíduos
deficiência na utilização de recursos
Ecossistema Industrial
Prof. John Ehrenfeld, MIT
Um ecosistema industrial é constituido
por uma rede de empresas e outras
organizações
estabelecidas
numa
determinada região, as quais decidiram
interagir trocando sub-produtos de uma
forma que promova um ou mais dos
seguintes
benefícios
relativamente
operações não interactuantes:
• Redução no total de consumo de materiais
• Redução das emissões poluentes e da
produção de resíduos
• Aumento da eficiência energética
• Maior valor acrescentado
Análise do
metabolismo da economia
• O método da análise do fluxo de materiais
• Interacções entre o desenvolvimento
económico e o consumo de materiais
• Análise dinâmica do consumo de
materiais na economia Portuguesa
• O metabolismo da economia Portuguesa,
análise do “balanço de massa” no ano
2000
O método da análise do
fluxo de materiais
Ar
Água
Fluxos externos
não considerados
Sistema Económico
Importações
TMR
Extracção
doméstica
Ar
Água
DMI
Stocks
Fluxos
domésticos não
considerados
Exportações
Output
Doméstico,
(DPO)
Fluxos
domésticos não
considerados
Ambiente Interno
Impactes no
ambiente
doméstico
Portugal no contexto Europeu
(1988-1997)
É inevitável ?
Estamos em
transição!
De que tipo?
Adaptado de Bringezu and Schütz, 2000, Total Material Requirement of the European Union, European Environment Agency, Technical
report No 55.
Evolução do DMI Português
“Revolução, evolução não
chega”, ...talvez!
• Fonte
Canas, A., Ferrão, P., Conceição, P. (2001) “Material inputs of the Portuguese economy: the DMI approach”. 1st
International Society or Industrial Ecology Conference-– The science and Culture of Industrial Ecology, Leiden, The
Netherlands, November, 12th- 14th, 2001.
Composição do DMI
200,000
1000 ton
150,000
100,000
50,000
0
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
Year
Domestico - Não-Renovável
Domestico - Renovável
Importações
• O principal contributo para a evolução do consumo de materiais domésticos
não renováveis provém da categoria de pedra, argila e areia.
• O principal contributo para a evolução das importações provém da categoria
de combustíveis
Adaptado de Ângela Canas(2002) “Análise da Intensidade de Utilização de Materiais na Economia”,
Dissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia
Análise do metabolismo
da Economia Portuguesa
(1990=100)
Portugal
170,0
160,0
Tempo de metabolização
150,0
140,0
130,0
120,0
110,0
100,0
90,0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
DPO para o ar (CO2)
Total DMI
GDP (US$, 1990)
Ano
Uma nova curva de Kuznets ?
dmiit   0  1 yit   2 yit   it
2
Canas, A., Ferrão, P. and Conceição, P. (2003) “A new environmental kuznets curve? Relationship between
direct material input and income per capita: evidence from industrialized countries”. Ecological Economics.
Volume 46, Issue 2, September 2003 , Pages 217-229.
Consumo energético vs. PIB
(1991-2000)
Consumo energético per capita (kgoe/capita)
12000
10000
Lux
8000
Fin
6000
Bel
Sue
Hol
Fr
RU
4000
Aus
Gr
2000
Alem
Din
UE15
Irl
Esp
It
Pt
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
PIB per capita (Euro/capita)
35000
40000
45000
50000
Evolução da capitação de RSU
vs. PIB na UE, 1995-2000
700
Evolução da capitação de RSU face ao PIB na UE (excepto Luxemburgo)
(1995*-2000*)
Dinamarca
650
Capitação de RSU (kg/hab.ano)
600
Holanda
550
Alemanha
França
Itália
500
Reino Unido*
450
400
Irlanda
Finlândia***
Portugal
Espanha
350
300
Belgica
EU-15
Áustria*
Suécia***
Grécia**
250
200
10.000
12.000
14.000
16.000
18.000
20.000
22.000
24.000
26.000
28.000
PIB per capita em Euros (com base em PPC)
Ferrão, P., Ribeiro, P. E Costa, I. (2003). Os RSU em Portugal: Evolução num contexto Europeu.
Golden Book dos Resíduos Sólidos - Ambiente Qualidade
30.000
Metabolismo da economia
Portuguesa, no ano 2000
S. Niza and P. Ferrão (2004) “ Metabolism of a transitional economy:
The Portuguese case study”. Paper submitted for publication in the
journal: Resources, Conservation and Recycling.
DPO da economia Portuguesa,
no ano 2000
8
2
6
1
40
23
Valores em Mt
Resíduos de biomassa
Emissões
S. Niza and P. Ferrão (2004) “ Metabolism of a transitional economy: The Portuguese case study”.
Cinzas
Resíduos
de construção
e demolição
Paper submitted for publication in the journal: Resources,
Conservation
and Recycling.
RSU sem biomassa
Outros resíduos Industriais
Políticas ambientais baseadas no
conceito de ciclo de vida do produto
Extensão da responsabilidade do produtor: o automóvel
Directiva Europeia sobre VFV.
2006
2015
Objectivos estratégicos estabelecidos para a fase de uso:
Reutilização
e Reciclagem
> 80 %
> 85 %
2008/2009
– metas de 140
novo para as
< 10 %
Valorização
Energética
< 5g/km/veículo
%
emissões de CO2 (Recomendações da Commissão
Valorização
> 85
> 95 %europeus envolvendo as associações
de %
contrutores
ACEA, japoneses - JAMA e coreanos - KAMA)
Eliminação
< 15 %
<
5%
As exigências a partir do ano de 2015 constituem
critérios para a homologação de automóveis a partir
do ano de 2005.
Valorização de VFV
Mov02118.mpg
Mov02120.mpg
Interacções com a Economia: Soc. Gest.
de prod. fim de vida: Valorpneu, ...
VALORPNEU:
PU entregues sem encargos
Acesso a recauchutadores e carcaceiros
VFV
Utilizador
Distribuidor
Triagem
Ponto de recolha
Triagem
Transformador
(Fragmentador)
Valorizador
PUNR
Reciclador
PU
PU
PUR
PUNR
Instituto dos
Resíduos
CAGEP
PUNR
Valoriz.
Pesquisa &
Desenvolvimento
Energético
PUNR
(fragmentado)
PUNR
Outros fins
Comunicação
Aterro
P REC.
VALORPNEU, LDA
PUNR
Recauchutador
Carcaceiro
PU = Pneu usado
P REC = Pneu recauchutado
PUR = Pneu usado recuperável
VFV = Veículo em Fim de Vida
Ecovalor
PRODUTOR
PUNR = Pneu usado não recuperado
Fluxo de pneus fora da área de intervenção da Valorpneu, lda
Fluxo monetário fora da área de intervenção da Valorpneu, Lda
Fluxo de pneus na área de intervenção da Valorpneu, Lda
Fluxo monetário na área de intervenção da Valorpneu, Lda
Fluxo monetário a cargo do produtor
Contratos
Área de intervenção da Valorpneu, Lda
Fluxo de informação
Licenciamento / controle / assessoria
Simbioses Industriais
e Eco Parques
Dra. Inês Costa
Prof. Paulo Ferrão
[email protected]
[email protected]
Evolução cultural,
ética e religiosa
Empresas
Evolução institucional
Entre Empresas
Regional/Global
• DFE
• Simbioses Industriais
• Fecho de ciclos
• Prevenção poluição
• Avaliação de ciclo de
vida
• MFA
• Eco eficiência
• Green accounting
• Iniciativas sectoriais
• Desmaterialização e
descarbonização
OPERACIONALIZAÇÃO
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Simbioses Industriais
Objectivo: assegurar a eficiência dos recursos
materiais e económicos, através da promoção de
sinergias entre fluxos de materiais ou energéticos
em indústrias de diferentes sectores
Os efluentes produtivos, de baixo valor, de uma
empresa podem ser redireccionados e utilizados
como matérias primas de outras entidades
regionais e locais, a preços competitivos.
Redução de custos
Redução de impactos
Fortalecimento das economias locais
Vantagens competitivas sustentáveis
CONCEITO
Simbioses Industriais
Recursos
Produtos
Sub
produtos
Materiais
Energia
Resíduos/Emissões
Água
Gestão
de resíduos
CONCEITO
Simbioses Industriais
Recursos
Produtos
Sub
produtos
Resíduos/Emissões
Materiais
Energia
Água
IDENTIFICAÇÃO
Simbioses Industriais
Recursos
Produtos
Sub
produtos
Resíduos/Emissões
Materiais
Energia
Água
IMPLEMENTAÇÃO
Ultrapassar
barreiras/desafios
Simbioses Industriais
Disponibilização
de Informação
Programa de Simbiose
Industrial
Espaço/canal de
comunicação entre
empresas, dispondo de:
• materiais
disponibilizados;
• agentes envolvidos na
transacção;
• características de
resíduos e processos;
• informação técnica;
• apoio técnico
TRANSPOR BARREIRAS
Custos
Económicos
• Maior leque de
destinos finais
possíveis;
• Atribuição de valor
acrescentado aos
resíduos;
• Optimização da cadeia
de valor na valorização
de resíduos;
• Menores custos na
valorização de resíduos.
Complexidade
Processual
• Lei mais avançada;
• Viabilização de um regime
de comércio dos resíduos
destinados a valorização;
Simbioses Industriais
Recursos
Produtos
Inovadores
Produtos
Sub
produtos
Tecnologias
inovadoras
Resíduos/Emissões
Recursos
Recursos
alternativos
IMPLEMENTAÇÃO
Simbioses Industriais
Produtor
Receptor
Comunicação da
contratualização da
transacção
Programa
Simbiose Industrial
Valida
a) Identidade;
b) Identificação do tipo, quantidade e
localização do efluente;
c) Processo produtivo em que o efluente
de produção vai ser utilizado, prazo de
utilização;
d) Declaração certificativa de que o
efluente
é apto de ser utilizado, como matériaprima no processo produtivo declarado.
PROCESSO DE CRIAÇÃO
Notifica
Entidade oficial /INR
Autorização
Transacção
Simbioses Industriais
Empresas organizadas “virtualmente”
numa região relativamente vasta
Eco Parques Industriais
Compreende a comunidade de uma vasta
região económica, na qual o potencial de
identificação de parcerias é elevado
simplesmente devido ao grande número de
empresas existentes. Normalmente estão
associados a mecanismos tipo “bolsa de
resíduos”, embora o nome seja limitativo
quanto ao tipo de recursos que poderiam
constituir o intercâmbio entre empresas,
devendo incluir recursos materiais,
energéticos e mesmo serviços.
Ocorre numa área definida onde um
conjunto de empresas estão
localizadas, podendo partilhar
matérias-primas, energia e serviços
como transporte, marketing e
licenciamento, envolvendo também a
interactividade com a comunidade
envolvente
Dinamizam mecanismos de melhoria de eficiência na utilização de recursos,
integrando tecnologias centradas nas trocas de recursos e infraestrutura ,
destacando-se de uma abordagem preventiva
TIPOLOGIA DE SIMBIOSES
Eco Parques Industriais
Parque Industrial
Eco parque industrial
• As comunidades envolventes não podem bloquear a instalação de potenciais
negócios, apenas com base na falha de ajuste entre as necessidades de
materiais de input e de output das empresas;
• As pequenas e médias empresas (PME), apesar de procurarem uma
optimização dos recursos e eficiência de custos, podem não possuir a
capacidade financeira para investir em tecnologias que permitam ligar-se aos
seus vizinhos;
CONSTRANGIMENTOS
Eco Parques Industriais
•
Trocas de subprodutos
•
Gestão local inovadora
•
Emparelhamento com vendedores
regionais
•
Armazenamento e transportes
partilhados
•
Compras colectivas
•
Partilha de informação
•
Distribuição de energia onsite
•
Umbrella permitting
•
Cogeração de energia e calor
•
•
Estratégias de energias renováveis
Facilidade de intercambio de
trabalhadores
•
Reutilização de água, pré-tratamento
VANTAGENS
Eco Parques Industriais
1 – Definição prévia de :
* partes interessadas do projecto/empresas interessadas
* papel das entidades envolvidas
* mecanismo de gestão do projecto
* mecanismo de financiamento do projecto
2 – Análise de condicionantes sociais, económicas e físicas à
implementação de um eco parque industrial, e mecanismos que
permitam agir sobre essas condicionantes.
3 - Análise dos potenciais benefícios, de ordem social, económica e
ambiental para a região, resultantes da implementação de um EPI
4 - Concepção e desenvolvimento de Políticas de estabelecimento do
Eco-Parque, incluindo condicionantes, especificações e incentivos
para a localização
IMPLEMENTAÇÃO
Eco Parques Industriais
5 – Identificação e análise das tecnologias necessárias para a aplicação do
conceito de simbiose industrial: recuperação/valorização/reciclagem
6 – Concepção e desenvolvimento de acções de sensibilização e informação
paralelas, privilegiando as relações públicas com profissionais, centros de
informação ou exposição e à população local, dirigidas aos vários grupos de
interesse e à escala nacional e regional
7 – Criação de uma comissão de acompanhamento do projecto, constituída por
peritos internacionais nas áreas científica e empresarial e da administração
autárquica e central.
8 - Concepção e desenvolvimento de uma plataforma web (portal de Internet)
dedicada ao acompanhamento da evolução do Eco Parque
9 - Desenvolvimento de programa de monitorização e acompanhamento
IMPLEMENTAÇÃO
O Eco Parque da Chamusca
11 492 habitantes ~ 4500 familias (censos 2001) / 12 922 habitantes (censos 1991)
Variação do número de habitantes com + 65 anos: +16.2% relativamente a ‘91
Escolaridade predominante: 1º ciclo ensino básico
746 km2, divididos em sete freguesias
O MUNICÍPIO
CIRVER
Aterro RIB, RSU,
estação triagem
Resitejo
Terreno para instalação de
PME’s. Fábrica de
aproveitamento de soros de
leite, sucatas, plásticos, etc. Já
loteado
Central de valorização de
resíduos orgânicos