PEGADA ECOLÓGICA
BASEADA NA EMERGIA
Lucas Gonçalves Pereira
UNICAMP – Faculdade de Engenharia de Alimentos
Laboratório de Engenharia Ecológica
Pegada Ecológica Convencional
Ferramenta de quantificação de recursos
Quantos hectares de terra e mar
bioprodutivos estão disponíveis no
planeta?
Fazem fotossíntese e geram
biomassa
Quanto espaço é utilizado
para produzir bens para o
consumo humano?
Pegada Ecológica Convencional
Pegada Ecolólgica é calculada em duas partes:
Biocapacidade
[Oferta da Natureza]
Pegada
[Consumo]
Saldo
Deficit
Ecológico
Ecológico
Pegada Ecológica Convencional
Divisão das Áreas
1. Cultivo (70 produtos principais e 15 secundários)
2. Pastagem (pastagem dos animais – espaço e alimentação)
3. Mar (PC) (8 categorias de peixes e 1 tipo de planta aquática)
4. Floresta (madeira e lenha)
5. Área Construída (moradia e área de hidroelétricas)
6. Área de Sequestro de “Carbono” (absorção de CO2
pelas florestas 0,7 GtC/ano)
Pegada Ecológica Convencional
Unidade: Hectare Global
Fatores de Equivalência e Fatores de Rendimento
Hectare Real
Hectare Global
Diferenciar as áreas quanto à sua importância para o
consumo humano
Pegada Ecológica Convencional
Fator de Equivalência (EQF_GAEZ)
Elemento redistributivo dos hectares reais em globais
EQF _ GAEZ 
Produtividade PotencialMédia Global de uma Área Bioprodutiva
Produtividade PotencialMédia Global de todasas Áreas Bioprodutivas
Modelo Espacial de Produtividade Potencial Agrícola (GAEZ)
(Tipo de solo, declividade, temperatura, estação do ano e precipitação)
Pegada Ecológica Convencional
Global Agro-Ecological Zones
International Institute for
Applied Systems Analysis
Pegada Ecológica Convencional
Fator de Equivalência de Cultivo =
Produtividade Potencial Média Global Cultivo
Produtividade Potencial Média Global de todas as Áreas
EQF
Floresta
Cultivo
Marinha
Pastagem
HECTARES REAIS
Cultivo
Floresta
Marinha
Pastagem
HECTARES GLOBAIS
Pegada Ecológica Convencional
Fatores de Equivalência em 2003 (Kitzes et al., Current Methods For
Calculating National Ecological Footprint Accounts, 2006)
Tipo de Área
EQF [gha/ha]
Cultivo
2,21
Floresta
1,34
Pastagem
0,49
Marinha
0,36
Construída
2,21
EQFcultivo_2003 = 2,21: significa que 1 hectare real de área de
cultivo equivale a 2,21 hectares globais cultivados
Pegada Ecológica Convencional
Fator de Rendimento (YF)
Mostra o quanto uma área bioprodutiva (produção biológica) de um
país é mais (ou menos) produtiva do que a média global da mesma
área
Pastagem
Marinha
Floresta
Cultivo
Cultivo
Floresta
Marinha
Pastagem
PAÍS
Fator de RendimentoCultivo = ________
PRODUTIVIDADE GLOBAL
Pegada Ecológica Convencional
Fatorde Rendimento(YF) 
Produtividade de uma Área Bioprodutiva do País
Produtividade Global da mesma Área
Fatores de Rendimento em 2003 (Kitzes et al.,Current Methods For
Calculating National Ecological Footprint Accounts, 2006)
Cultivo
Floresta
Pastagem
Pesca Oceânica
Média Mundial
1,0
1,0
1,0
1,0
Jordânia
1,0
0,0
0,4
0,8
Nova Zelândia
2,2
2,5
2,5
0,2
Japão
1,5
2,6
2,2
1,4
 1 hectare de pasto na Nova Zelândia produz mais carne em
média (6x) do que 1 hectare de pasto na Jordânia
Pegada Ecológica Convencional
A BIOCAPACIDADE de um país é a soma das áreas bioprodutivas
Cultivo [ha]
X
YFcultivo [-]
X
EQFcultivo [gha/ha]
=
Pastagem [ha]
X
YFpastagem [-]
X
EQFpastagem [gha/ha]
=
Pesca [ha]
X
YFpesca [-]
X
EQFpesca [gha/ha]
=
Floresta [ha]
X
YFfloresta [-]
X
EQFfloresta [gha/ha]
=
Construída [ha]
X
YFcultivo [-]
X
EQFcultivo [gha/ha]
=
Sequestro de
CO2 [ha]
X
YFfloresta[-]
X
EQFfloresta [gha/ha]
=
Capacidade Biológica Total [gha]
Área Total Existente [ha]
Pegada Ecológica Convencional
Pegada Ecológica Convencional
A PEGADA de um país é o consumo da população
Consumo = Produção Nacional + Importação - Exportação
Prod. Agrícola
[t/ano]

Produção
[t/ha.ano]
X
EQFcultivo [gha/ha]
=
Carne e Leite
[t/ano]

Produção
[t/ha.ano]
X
EQFpastagem [gha/ha]
=
Pesca [t/ano]

Produção
[t/ha.ano]
X
EQFpesca [gha/ha]
=
Prod. Florestais
[m3/ano]

Lenha e Madeira
X
EQFfloresta [gha/ha]
=
Construída [ha]
X
YFcultivo [-]
X
EQFcultivo [gha/ha]
=
Seqüestro CO2
[t CO2/ha.ano]
X
EQFfloresta[gha/ha]
=
Emissões de
CO2 [t CO2/ano]

[m3/ha.ano]
Pegada Ecológica Total [gha]
Consumo [Produção+Importação-Exportação]
Pegada Ecológica Convencional
Pegada Ecológica Convencional
Resultados com dados de 2004
População: 6.301,5 milhões
Pegada: 2,2 gha/cap
Biocapacidade: 1,8 gha/cap
Saldo Ecológico: -0,4 gha/cap
População: 178,5 milhões
Pegada: 2,1 gha/cap
Biocapacidade: 9,9 gha/cap
Saldo Ecológico: +7,8 gha/cap
Pegada Ecológica Convencional
A Suíça é o primeiro país a utilizar de forma oficial a Pegada
Ecológica como indicador de sustentabilidade
5,2
gha/cap
Importação
3,7
Exploração do Capital
Natural Doméstico
1,5
gha/cap
Pegada Ecológica Convencional
África
Ásia /
Pacífico
1,1
1,3
A.Latina/
Caribe
O que está implícito na Pegada Ecológica?
2,0
O.Médio /
Ásia
Central
2,2
Média
Mundial
América do
Norte
9,4
2,23
Europa
União
Européia
4,8
*Valores
em hectares globais (gha)
(Não-UE)
3,8
Pegada Ecológica Convencional
Pegada Ecológica Convencional
Living Planet Report (WWF - 2006)
Desenvolvimento Sustentável:
Pegada < 1,8 e IDH > 0,8
Pegada Ecológica Convencional
Pegada Ecológica Convencional (Wackernagel and Rees)
 Promovida como uma ferramenta de planejamento de sustentabilidade
 Resultados simples e de fácil compreensão
 Amplamente utilizada
autoridades locais
por
governos
nacionais,
empresas
 Ponto de vista antropocêntrico
 Não reconhece o verdadeiro trabalho da natureza
 Exclue áreas como desertos, geleiras e mar aberto dos cálculos
 Subestima os impactos humanos sobre o meio ambiente
e
Pegada Ecológica baseada na Emergia
Análise Emergética
 Capaz de avaliar o capital natural e os serviços ecossistêmicos
 Reconhece e quantifica o verdadeiro valor do trabalho realizado
pela natureza na geração de bens e serviços
 A unidade comum (seJ) permite que todos os recursos sejam
comparados
 A complexidade dos ecossistemas faz com que os cálculos das
transformidades sejam dificultados
 As considerações feitas para estimar valores de transformidade
podem trazer grandes diferenças nos resultados finais
 Não possui um indicador satisfatório de sustentabilidade
Pegada Ecológica baseada na Emergia
Em 2005, Zhao et al. propuseram uma combinação das duas
metodologias. A nova abordagem foi baseada em duas considerações:
DADOS DE CONSUMO
[kg, KWh, barril…/ano]
BIOCAPACIDADE
FLUXOS EMERGÉTIOS
[seJ/ano]
FUNÇÃO DOS RECURSOS
RENOVÁVEIS DE ENERGIA
Pegada Ecológica baseada na Emergia
NOVA PROPOSTA
Propor uma nova metodologia que busque a convergência
entre Pegada Ecológica e Análise Emergética e ajude a
superar algumas das deficiências de ambas
Para demonstrar o mecanismo, aplicá-la ao caso do Brasil
Comparar os resultados com aqueles obtidos pela
metodologia convencional de Pegada Ecológica
Pegada Ecológica baseada na Emergia
BIOCAPACIDADE
1- Utilizar a divisão por biomas para melhor quantificar a biocapacidade
de cada um deles
Biomas Brasileiros (IBGE, 2004)
Pegada Ecológica baseada na Emergia
BIOCAPACIDADE
2 - Incluir espaços globais não ocupados pelo uso humano e
que são excluídos do cálculo convencional
Desertos
Oceanos
Geleiras
Pegada Ecológica baseada na Emergia
Pegada Ecológica baseada na Emergia
Pegada Ecológica baseada na Emergia
BIOCAPACIDADE
3 – Função da maior entrada de recurso renovável para evitar
dupla contagem
Solar
Ondas
Calor Interno
da Terra
Chuva
...
Potencial Químico da Chuva [J/ano]:
(Área terrestre do Espaço + Área da Plataforma Continental) [m2] x
(Pluviosidade) [m/ano] x (Densidade da Água) [kg/m3] x (Potencial
Químico da Água) [J/kg]
Pegada Ecológica baseada na Emergia
BIOCAPACIDADE
Conversão de fluxos de emergia para ÁREA
FATOR: DENSIDADE EMERGÉTICA GLOBAL RENOVÁVEL
Emergia Total Renovável da Terra por ano [seJ] = 1,583 E+25 seJ*
5,1 E+10 ha
Área da Terra [ha]
* Valor calculado por Odum et al. (2000)
DEG = 3,1E+14 seJ/gha (Zhao et al., 2005)
Pegada Ecológica baseada na Emergia
BIOCAPACIDADE
Emergia (seJ)
Potencial
Químico
da Chuva

População
Global

Potencial
Químico
da Chuva
Emergia (seJ)

População
Nacional
DEG
(seJ/gha)
Biocapacidade
(gha/cap)
Pegada Ecológica baseada na Emergia
BIOCAPACIDADE
Item
1
Sistema
Área
Considerada
(m2)
Energia
Renovável
(J/ano)
Emergia Total
(seJ/ano)
Emergia por
Pessoa
(seJ/cap)
Ecossistemas Naturais Preservados
Biocapacidade
(gha/cap)
45,21
1.1
Floresta Amazônica
3,57E+12
5,29E+19
1,62E+24
8,99E+15
28,99
1.2
Mata Atlântica
3,05E+11
3,76E+18
1,15E+23
6,40E+14
2,06
1.3
Cerrado
1,24E+12
1,23E+19
3,75E+23
2,08E+15
6,72
1.4
Pantanal
1,33E+11
1,40E+14
0,45
1.5
Pampas
7,29E+10
7,60E+13
0,25
1.6
Caatinga
5,29E+11
4,00E+14
1,29
1.7
Zona Costeira
6,70E+11
1,69E+15
5,45
2
Amazônia
8,24E+17
2,52E+22
4,50E+17
1,37E+22
28,99
gha/cap
2,35E+18
7,20E+22
45%
do
total
9,93E+18
3,04E+23
Cultivo, Pastagem e Floresta
15,21
2.1
Soja
2,07E+11
2,04E+18
6,25E+22
3,47E+14
1,12
2.2
Cana-de-açúcar
7,04E+10
8,69E+17
2,66E+22
1,48E+14
0,48
2.3
Eucalipto
3,50E+10
4,32E+17
7,05E+22
3,92E+14
1,26
2.4
Frutas
4,04E+08
4,99E+15
1,51E+22
8,40E+13
0,27
2.5
Cereais e Grãos
1,87E+11
2,30E+18
3,93E+21
2,18E+13
0,07
2.6
Feijão
4,00E+10
4,94E+17
3,05E+21
1,69E+13
0,05
2.7
Algodão
1,30E+10
1,28E+17
1,32E+22
7,35E+13
0,24
2.8
Vegetais
8,07E+09
9,97E+16
1,53E+20
8,48E+11
0,00
2.9
Pastagem
1,73E+12
2,14E+19
6,54E+23
3,63E+15
11,72
3
3.1
4
Área Humana
Urbana
0,15
2,20E+10
2,72E+17
8,31E+21
4,62E+13
Espaços Não Dominados pelo Homem
0,15
4,14
4.1
Áreas Congeladas
1,90E+13
5,63E+18*
1,72E+23*
2,78E+13
0,09
4.2
Oceanos
3,94E+14
2,53E+20*
7,73E+24*
1,25E+15
4,02
4.3
Desertos
1,37E+13
2,38E+18*
7,27E+22*
1,17E+13
0,03
TOTAL
64,71
Pegada Ecológica baseada na Emergia
PEGADA
Consumo foi dividido em 4 categorias:
Cultivo
Produtos
Animais
Produtos
Florestais
Recursos
Energéticos
O consumo de cada categoria é calculado da seguinte forma:
Consumo = Produção + Importação – Exportação
Pegada Ecológica baseada na Emergia
PEGADA
Transformar dados de PRODUÇÃO para ENERGIA
Cultivos:
4,00
0,80
Energia [J] = (Produção) [Mg/ano] x (Conteúdo Energético) [kcal/g] x (Massa Seca)
[% em decimal] x (Conversão) [J/kcal]
4186
Produtos Florestais:
0,5E+06
3,60
3
Energia [J] = (Produção) [Mg/ano] x (Conversão) [g/m ] x (Conteúdo Energético)
[kcal/g] x (Massa Seca) [% em decimal] x (Conversão) [J/kcal]
4186
0,80
Produtos Animais:
0,22
5,00
Energia [J] = (Produção) [Mg/ano] x (Conteúdo Energético) [kcal/g] x (%proteína)
[% em decimal] x (Conversão) [J/kcal]
4186
Pegada Ecológica baseada na Emergia
PEGADA
Transformar dados de PRODUÇÃO para ENERGIA
Recursos Energéticos:
Carvão
2,9E+10
Energia [J] = (Produção) [Mg/ano] x (Conteúdo Energético) [J/Mg]
Petróleo
6,1E+09
Energia [J] = (Produção) [barris/ano] x (Conteúdo Energético) [J/Mg]
Gás Natural
8966
4186
3
3
Energia [J] = (Produção) [m /ano] x (Conteúdo Energético) [kcal/m ] x (Conversão)
[J/m3]
Hidroeletricidade
3,6E+06
Energia [J] = (Produção) [kWh/ano] x (Conteúdo Energético) [J/kWh]
Pegada Ecológica baseada na Emergia
Cultivo
Soja
Açúcar e Álcool
Cereais e Grãos
Feijão
Algodão
Frutas e Vegetais
Madeira
Floresta
Criação de
Animais
Recursos
Energéticos
Energia (J)
x
Transformidade (seJ/J)
Emergia (seJ)

População Nacional
Carne
Leite
Peixe
Emergia per Capita
(seJ/cap)

Carvão
Petróleo
Gás Natural
Hidroeletricidade
DEG (seJ/gha)
3,1E+04
Pegada
(gha/cap)
Pegada Ecológica baseada na Emergia
PEGADA
Sistema
Item
1
Produção
Unidade
Cultivos
Pegada
Energia da
Emergia da
Pegada da
Pegada
Produção
Produção
Produção
Exportada
(J/ano)
(seJ/ano)
(gha/pessoa)
(gha/pessoa)
8,38E+18
1,15E+24
20,645
1,509
0,344
19,480
Importada
(gha/pessoa
)
Pegada
Nacional
(gha/pessoa)
1.1
Soja
5,84E+07
Mg/ano
7,82E+17
7,90E+22
1,416
0,943
0,000
0,473
1.2
Açúcar e Álcool
4,58E+08
Mg/ano
6,13E+18
4,90E+23
8,786
0,182
0,000
8,604
1.3
Cereais e Grãos
6,38E+07
Mg/ano
8,55E+17
9,76E+22
1,750
0,019
0,255
1,986
1.4
Feijão
3,30E+06
Mg/ano
4,42E+16
3,05E+22
0,547
0,001
0,017
0,563
1.5
Algodão
2,31E+06
Mg/ano
3,09E+16
5,88E+22
1,053
0,223
0,031
0,862
1.6
Frutas e Vegetais
4,00E+07
Mg/ano
5,36E+17
3,96E+23
7,093
0,142
0,041
6,992
8,44E+17
2,95E+22
0,528
0,006
0,000
0,522
8,44E+17
2,95E+22
0,528
0,006
0,000
0,522
1,96E+17
7,58E+23
13,593
1,464
0,197
12,325
2
2.1
3
Produtos Florestais
Madeira
1,40E+08
m3/ano
Produtos Animais
3.1
Carne bovina
1,72E+07
Mg/ano
7,93E+16
4,22E+23
7,569
1,423
0,015
6,160
3.2
Leite
2,45E+07
L/ano
1,13E+17
3,22E+23
5,774
0,032
0,180
5,922
3.3
Peixe
9,00E+05
Mg/ano
4,14E+15
1,39E+22
0,250
0,009
0,003
0,243
5,29E+18
4,73E+23
8,484
0,859
1,926
9,552
1,51E+17
1,01E+22
0,180
0,000
0,000
0,180
3,34E+18
2,98E+23
5,334
0,859
1,606
6,082
4
Recursos Energéticos
4.1
Carvão
5,19E+06
4.2
Petróleo
5,48E+08 barris/ano
4.3
Gás Natural
1,70E+10
m3/ano
6,37E+17
3,75E+22
0,671
0,000
0,320
0,991
4.4
Hidroeletricidade
3,21E+11
kWh/ano
1,16E+18
1,28E+23
2,299
0,000
0,000
2,299
1,47E+19
2,41E+24
43,25
3,84
2,47
41,88
TOTAL
Mg/ano
Pegada Ecológica baseada na Emergia
COMPARAÇÃO ENTRE CONVENCIONAL E EMERGÉTICA
Balanço Ecológico (Biocapacidade – Pegada)
Emergia 22,83 gha/cap
Convencional 7,80 gha/cap
Fator Capacidade de Suporte (Biocapacidade / Pegada)
Emergia 1,53
Convencional 4,71
Pegada Ecológica baseada na Emergia
A Análise Emergética ajuda a superar algumas das
deficiências do método convencional da Pegada Ecológica
Futuros trabalhos:
Pegada Mundial baseada na Emergia
Avaliar cenários com mudanças climáticas
Serviços Ecossistêmicos
Biocapacidade
Externalidades Negativas
Pegada
MUITO OBRIGADO !!!
[email protected]