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X Curso de Extensão sobre
a Análise Emergética de Projetos
e o Desenvolvimento Sustentável
Contabilidade integrada de
sistemas de produção pecuária
Eng. Mariana Barros Teixeira
19 de julho de 2011
Campinas – SP
2
Tópicos
1.


2.
3.
4.
5.
6.
7.
Produção pecuária
Brasil
Santa Catarina
Abordagem sistêmica
Objetivos do trabalho
Balanço nutrientes
Resultados preliminares
Análise emergética
Exemplo da utilização do Software interativo para
Análise emergética de sistemas pecuários
3
Produção pecuária
4
Produção pecuária atual
• O atual padrão de produção de animais é o resultado de
um modelo de industrialização da agricultura
implantado como conseqüência das rápidas e profundas
transformações ocorridas na organização do meio rural
• Objetivos dessas transformações foram:
Modernizar o setor agrícola para aumentar a oferta
de alimentos
Liberar recursos humanos fornecendo capital para o
setor urbano e industrial
(CORDEIRO et al., 1996).
5
Produção pecuária atual
• Resultado da combinação de 2 orientações estratégicas:
De um lado: o favorecimento da modernização do
latifúndio e a constituição de grandes e médias
empresas agrícolas modernas;
Do outro: articulação da produção agropecuária
com os complexos agroindustriais de produção de
insumos e de transformação industrial em nível
internacional
• Possibilitou a incorporação da agricultura
familiar por meio da adoção de tecnologia através de
contratos de integração com as agroindústrias.
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Pecuária no Brasil
• No Brasil, a pecuária é uma das cadeias produtivas de
maior importância socioeconômica;
2010
Produção de 24 milhões de toneladas/ano de
carnes (Bovina, Frango e Suína);
Exportou mais de U$ 15 bilhões dólares/ano;
Maior exportador mundial de carne bovina;
Maior exportador de carne de aves;
4º maior exportador mundial de carne suína.
7
Produção de carnes Brasil
14.000
12.000
10.000
bovina
8.000
suina
6.000
frango
4.000
2.000
ano
0
2006
2007
2008
2009
2010
Produção de carnes Santa Catarina
1800
1500
1200
bovina
900
suina
600
frango
300
0
Valores em mil ton
2006
2007
2008
2009
2010 ano
8
Pecuária em Santa Catarina
• Santa Catarina é o maior produtor de carnes e o
maior exportador em quantidade dos estados
brasileiros.
• A participação de Santa Catarina no valor das
exportações em ton em 2010 foram cerca de 20%.
• Apesar de a produção pecuária ser uma cultura de
extrema importância no Brasil, essas regiões,
principalmente de suinocultura, apresentam hoje um
grave problema ambiental: excesso de nutrientes
no solo e contaminação dos corpos hídricos.
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Causas e Problemas
• Nas regiões de suinocultura é comum a utilização dos
dejetos como adubo orgânico devido:
Sua grande disponibilidade;
Baixo custo;
Grande capacidade de fertilização (ricos em P, N e
alguns minerais como zinco e cobre ) auxiliando no
aumento da produção agrícola
• Mas quando utilizado em excesso torna-se uma fonte
de poluição ambiental
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Causas e Problemas
• Produção atual de suínos é caracterizado pela
criação intensiva (concentra grande número de
animais em áreas reduzidas) gerando um volume
muito grande de dejetos.
• O excesso de nutrientes excede a capacidade natural
dos solos em absorver os minerais provocando:
Contaminação dos lençóis freáticos e
corpos d’água
Perda da qualidades dos rios e lagos
Crescimento desordenando de algas
Eutrofização de lagoas
Emissão de gases de efeito estufa.
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Transporte e distribuição de
dejetos líquidos de suínos
Odores
Lixiviação
NH3
NH3
Zn
Escoamento
Emissões
de gases
Cu
Fosfatos
Patógenos
CH4
N2O
Carga
orgânica
12
Abordagem sistêmica
13
Abordagem sistêmica
A compreensão da estrutura e do funcionamento de um
sistema é fundamental para construção de modelos
conceituais principalmente pela sua complexidade
frente aos componentes ambientais, humanos e as
mudanças espaço/temporais.
14
Abordagem sistêmica
• A diversidade dos sistemas produtivos animais e suas
interações fazem com que as análises entre a produção
animal e meio ambiente sejam complexas e muitas
vezes contraditórias.
• Portanto, um programa ambiental para este setor deve
ser caracterizado por uma abordagem integrada de
todo os sistemas existentes em um painel com
objetivos múltiplos (FAO, 2006).
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Abordagem sistêmica
Porque a abordagem sistêmica?
• Registra como é a evolução conjunta dos processos
ecológicos e da ação humana;
• Identifica as características e propriedades inerentes a
cada componente do sistema observado;
• Define e trabalha como todo, sem, contudo, perder a
instrumentalidade analítica;
16
Abordagem sistêmica
• A reciclagem dos resíduos animais para a
produção vegetal, a utilização da produção vegetal
para a alimentação humana ou animal, são entendidos
como interações entre componentes do sistema.
• Dentro da proposta da "agricultura ecológica" há
um enfoque sistêmico que considera todas as
interações existentes na natureza
para a orientação dos sistemas
de produção.
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Abordagem sistêmica
• Inserida na Teoria Geral de Sistemas - Dr. H. T. Odum
• Essa Teoria aplica a visão sistêmica à avaliação das
diferentes formas de agricultura e quantifica os fluxos
de todos os fatores incidentes e suas interações em
unidades emergéticas (Odum, 1994).
• A visão sistêmica mostra que os fenômenos devem ser
entendidos não só em termos dos seus componentes,
mas também em termos do conjunto integral das
relações existentes entre eles (SCHODERBEK et
al., 1980).
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Ecologia de sistemas
• Ecologia de Sistemas – surgiu da utilização da Teoria de
Sistemas, através da Análise Sistêmica.
• Estuda os ecossistemas de forma global, desde os seus
componentes até o comportamento do sistema como
um todo, ou seja, utilizando-se da teoria dos
sistemas para o estudo do ecossistema (Odum,
1994).
• Estuda e analisa sistemas ecológicos e econômicos
interligados
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Ecologia de sistemas
• A crise ambiental e a busca da adequação dos processos
econômicos forçam a inclusão da problemática da
entropia no pensamento econômico, reforçando a
posição da necessidade de avaliação integrada dos
sistemas econômicos e ecológicos (Odum, 1996).
• Existe uma interdependência entre a dinâmica
econômica e a dinâmica dos sistemas ecológicos
• A economia cresce em função de seu ambiente, fazendo
com que o desenvolvimento econômico afete a dinâmica
de ambos.
20
Ecologia de sistemas
Segundo Odum (1988), existe uma limitação nos sistemas
econômicos atuais
Somente são focalizados os bens e serviços produzidos
pelo Homem, enquanto não são computados os
valores referentes, e igualmente importantes, dos bens e
serviços naturais, responsáveis pela manutenção da
vida na terra.
21
Objetivos do trabalho
22
Objetivo Geral do trabalho
• Avaliar e identificar alternativas no intuito de
solucionar o problema de excesso de nitrogênio e
fósforo na região da micro bacia do Rio Pinhal – SC
por meio da análise sistêmica das unidades de
produção e de absorção de impactos da região.
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Objetivos específicos
• Realizar e analisar os balanços de nutrientes
(nitrogênio e fósforo) para cada propriedade estudada
e da micro bacia;
• Realizar um diagnóstico emergético em diferentes
sistemas de produção pecuários:
1. Bovinocultura de leite
2. Avicultura
3. Suinocultura
• Realizar um diagnostico emergético em relação a
utilização e o desempenho de biodigestores;
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Objetivos específicos
• Realizar um diagnóstico em relação a absorção de
impacto na região a partir de resíduos da pecuária;
• Avaliar aspectos sócio-ambientais da incorporação de
biodigestores e áreas úmidas construídas à criação
pecuária na região de estudo;
• Oferecer ferramentas e procedimentos para a gestão
sustentável da pecuária com o intuito de fornecer
subsídios à gestão da micro bacia hidrográfica.
Água da
bacia
NPK
Nutrientes
do ar (N,P)
Uréia
Medica
mentos
Ração
Combus
Infra-tível
estrutura
Eletricidade
Mão de
obra
25
Consumo
familiar
Empréstimo
$
nascente
Pessoas
$
Reserva florestal
Área de recuperação
Mata ciliar
Chuva
Madeira e serviços
ambientais
Solo
CH4 + CO2
Mata nativa
Rio
leite
Leite
bovinos
Gado em pé
Pastagem
Vento
NO2 + SO2
Solo
Produção
agrícola
Sol
Bovinocultura
milho
metano
Biodigestor
Solo
Agricultura
Sistema de
Biodigestão
Bio
Fertilizante
Biofertilizante
Suínos/aves
em pé
Suínos/
aves
Produção
Suínos/aves
Suinocultura/
Avicultura
Perda de solo
Dejetos
dejetos
Esterqueira
*Rios, córregos, aquíferos,
águas sub-superficiais, etc.
Água*
N, P
O2
Biomassa
Plantas
arbóreas
Mat.
Org.
Água
Microorganis
mos
Peq.,
méd. e
grandes
animais
Mata Nativa de Terras úmidas
Água filtrada
biologicamente
Madeira que
sequestra
C,P,N e metais
26
Balanço de Nutrientes
27
Dinâmica do nitrogênio
• Um dos elementos mais abundantes no planeta.
• Litosfera: distribuído em rochas, no fundo dos oceanos
e nos sedimentos (contém 98% do N existente).
• O N2 ocorre na concentração de 78% do ar atmosférico
(MOREIRA; SIQUEIRA, 2006).
• Na biosfera: 96% do total de N orgânico terrestre se
encontra-se na matéria morta e, apenas 4%, nos
organismos vivos (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006).
28
Dinâmica do nitrogênio
• Geralmente as formas disponíveis de nitrogênio para
a nutrição dos seres vivos incluem:
Íon amoníaco (NH4+),
Íon nitrato (NO3-) ou
Formas orgânicas (R-NH2)
• São metabolizadas visando à construção de biomassa
29
Dinâmica do nitrogênio
Ciclo bastante diversificado:
O ciclo elementar – desnitrificação e fixação biológica
de N2;
Ciclo autotrófico – atividade das plantas, fotossínteses
e formação de compostos orgânicos nitrogenados;
Ciclo heterotrófico - mineralização, dissipação de
energia da matéria orgânica e produção de formas
inorgânicas de N no solo
N2
atmosférico
Fixação
Desnitrificação
Bactérias
fixadores
Decomposi
tores
carnívoros
herbívoros
Bactérias
desnitrificantes
Decomposição
Plantas
NH4
amônia
Nitrosação
NO2nitrito
NO3
nitato
Nitratação
Bactérias
nitrificantes
Fonte: Adaptado de http://www.profpc.com.br/ciclo_nitrogenio.htm
31
Dinâmica do nitrogênio
•Tem maior efeito no crescimento das plantas
•Estimula o desenvolvimento e a atividade radicular,
incrementa a sua absorção e também de outros
nutrientes
•Ele atua na planta como constituinte de moléculas de
proteínas, enzimas, coenzimas, ácidos nucléicos e
citocromos, além de possuir importante função como
integrante da molécula de clorofila
32
Dinâmica do nitrogênio
O aumento dos estoques totais de N no solo poderá
ocorrer:
Fixação biológica atmosférica;
Pelas chuvas;
Pela adubação orgânica e mineral.
Já as perdas podem ocorrer:
Devido à exportação pelas culturas;
Lixiviação;
Erosão;
Volatilização da amônia;
Perdas por escoamento superficial.
33
Dinâmica do fósforo
•O fósforo, juntamente com o nitrogênio, é um
elemento essencial para o crescimento de plantas.
•Ele faz parte das estruturas dos ésteres de
carboidratos, fosfolipídeos das membranas celulares,
ácidos nucléicos e coenzimas
•Os organismos vivos absorvem o fósforo na forma de
ortofosfato solúvel, que no caso das plantas e
organismos do solo, esse nutriente é obtido por meio
da solução do solo onde a concentração deste é muito
pequena
34
Dinâmica do fósforo
•Apesar do teor total de fósforo no solo se situe, de
modo geral, entre 200 a 3000 mg/kg de fósforo,
menos de 0,1% encontra-se na solução do solo
•Os grandes reservatórios de fósforo são as rochas
fosfáticas e outros depósitos formados durante as eras
geológicas.
•Esses reservatórios, devido ao intemperismo, pouco a
pouco fornecem o fósforo para os ecossistemas.
35
Dinâmica do fósforo
•O P retorna ao meio na forma de composto solúvel ou na
forma particulada devido à ação de bactérias
fosfolizantes.
•As chuvas facilmente carregam o P para lagos e rios,
podendo ir para os mares (fundo do mar passa a ser um
grande depósito de P solúvel)
•Quando o sedimento contendo o P é depositado em
lagos e mares, ele é submetido a processos bioquímicos
sendo este então liberado para a coluna de água
36
Dinâmica do fósforo
•As transformações do fósforo representam um sistema
complexo controlado por reações químicas e
biológicas:
Mineralização;
Imobilização e;
Absorção
•Controlam a dinâmica das transformações e os fluxos
do fósforo no ambiente.
37
Fonte: http://www.profpc.com.br/ciclo_fosforo.htm
38
Dinâmica do fósforo
•Relação estreita com os ciclos de outros elementos:
imobilização do C e N em sistemas biológicos;
o acúmulo de C, N, K na matéria orgânica depende do
acúmulo de P no material de origem
influência na fertilidade do solo
•Limita o crescimento e desenvolvimento das plantas Devido à sua alta exigência e a sua pouca
disponibilidade no solo
39
Dinâmica do fósforo
•O P em excesso não interfere no aumento da
produtividade de culturas mas reduz a capacidade de
adsorção no solo, aumentando assim o teor de P
disponível
•Pode ocasionar impactos ambientais
Crescimento de algas;
Produção de toxinas;
Processo de eutrofização;
Diminuição da qualidade da água.
40
Resultados preliminares
41
Lençol
freático
5,11
N2 atm
563,90
NPK
31,98
Uréia
12,77
Concentrado
Ração
N2
137,10
NH3
volatilização
desnitrificação
43,09
73,15
nascente
Soerguimento
geológico
Chuva
Vento
4,25
38,64
106,71
Reserva florestal
Área de recuperação
Mata ciliar
1,72
Solo
Mata nativa
30,39
11,22
2,22
50,43
34,51
31,87
2,53
185 ha
16,10
7,21
20,48
27,69
52,83
Rio
6,30
bovinos
150,05
12,08
10,66
Leite
Pastagem
45,72
Solo
Sol
milho
Produção
agrícola
Bovinocultura
97 ha
20,66
Solo
Agricultura
275,5 ha
88,42
24,68
20,66
100,93
Aves
Produção
Aves
Aves em pé
59,77
94,45
61,82
462,97
Avicultura
Diagrama sistêmico
Balanço de
Nitrogênio
Produção
Suínos
Suínos
202,88
Suinocultura
Perda de nitrogênio
por lixiviação e
escoamento superficial
Suínos em pé
260,09
Balanço do nitrogênio
Dados em ton/ano
42
Lençol
freático
P atm
Uréia
4,83
Concentrado
Ração
Diagrama sistêmico
balanço de Fósforo
18,73
563,90
nascente
Soerguimento
geológico
Chuva
1,61
Reserva florestal
Área de recuperação
Mata ciliar
4,88
0,84
14,29
13,85
Solo
Vento
Mata nativa
1,61
185 ha
4,98
2,40
6,83
9,23
20,13
Rio
2,39
bovinos
57,16
2,99
0,13
Leite
Pastagem
14,13
Solo
Sol
milho
Produção
agrícola
Bovinocultura
97 ha
2,31
Solo
Agricultura
275,5 ha
92,05
33,24
2,31
35,27
Aves
Produção
Aves
Aves em pé
18,00
126,90
19,11
160,41
Avicultura
Produção
Suínos
Suínos
77,29
Suinocultura
Perda de fósforo por
lixiviação e
escoamento superficial
Suínos em pé
83,12
Balanço do fósforo
Dados em ton/ano
43
Propriedades
44
Mata Nativa
• Maior parte das
propriedades possuem
área de mata nativa muito
menor do que o exigido
pela legislação
• 4 propriedades não
possuem nenhuma área
de mata nativa
45
Balanço de Nitrogênio
Perdas por lixiviação e
escoamento superficial
• Máximo 23.850 ton./ano
• Somente 2 propriedades
não possui excesso de
nitrogênio (déficit 0,228
ton./ano)
46
Balanço de Fósforo
Perdas por lixiviação e
escoamento superficial
• Máximo 9.286 ton./ano
• Praticamente todas as
propriedades apresentam
com excesso de fósforo.
47
Análise emergética
48
Análise emergética
• Será realizada a análise emergética em 3 propriedades
diferentes da micro bacia que possuam sistemas
pecuários distintos:
Propriedade 1 – bovinocultura de leite
Propriedade 2 – avicultura
Propriedade 3 – suinocultura
49
Análise emergética
• Será realizada a análise emergética em relação ao
desempenho de biodigestores em 2 propriedades
diferentes da micro bacia:
 Propriedade 3 – suinocultura sem biodigestor
 Propriedade 4 – suinocultura com biodigestor
A Analise Emergética será realizada com o auxilio do
Software interativo para análise emergética dos
sistemas agrícolas do Brasil desenvolvido no LEIA
pelo MS. Fábio Takahashi
50
Exemplo da utilização do Software
interativo para Análise emergética
de sistemas pecuários
51
Software para Análise Emergética
http://www.unicamp.br/fea/ortega/em-folios/software/index.htm
52
Tabelas Gerais
• Mais de 90 inputs diferentes.
• Saida para até 7 produtos.
• Sistema de produção de ovos.
53
Estudo de Caso: produção de ovos
Vila Yamaguishi
54
Outros
insumos
externos
Sementes
EletriciPintinhos
dade
Maravalha
Alimentos,
roupas e
outros.
Embalagem
Mel
Biodiv.
Madeira
Nutrientes
solubilizados
$
Famílias
Solo
Água
Floresta
1 ha
27 ha
Hortaliças
Hortaliças
Chuva
Vento
Hortaliças
15 ha
Milho
Milho
20 ha
Ração
Sol
Processamento
de Ração
0,1 ha
Esterco
Ovos
Galinhas
“velhas”
Criação de
galinhas
0,8 ha
Subsistema de produção de ovos
Comunidade Yamaguishi
Classificação
Embalagem
Acondicionamento
0,1 ha
Ovos
desclassificados
Criação
de porcos
0,8 ha
Esterco
Carne
Ovos
embalados
Resultado geral
Auto consumo
Infra-estrutura
Produtos
Fluxos agregados
Tabela produtos
Tabela dos índices emergéticos
Comparação de 2 sistemas de ovos
Flórida
Vila Yamaguishi
Comparação de 2 sistemas de ovos
Conclusões
• Sistema orgânico muito mais eficiente.
• A produção do sistema orgânico é maior que o
convencional.
• % renovabilidade do sistema Orgânico – Alta.
65
Obrigada!
[email protected]