2ª Conferência da REDE de Língua Portuguesa de Avaliação de Impactos
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ASPECTOS CONCEITUAIS E METODOLÓGICOS PARA A INTEGRAÇÃO DE SIG E
ACV
Natalia Crespo Mendes
Bacharel em Química, Mestranda do PPGSEP/EESC/USP
Paula Madeira Gomes
Geógrafa, Mestranda do PPG-SEA/EESC/USP
Ana Laura Raymundo Pavan
Bióloga, Mestranda do PPG-SEA/EESC/USP
Jaqueline Zanin Lima
Graduanda do curso de Engenharia Ambiental USP/São Carlos
Marcelo Montaño
Professor Doutor do Departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC/USP
Aldo Roberto Ometto
Professor Doutor do Departamento de Engenharia de Produção da EESC/USP
Produtos e serviços advindos dos setores de agricultura, mineração, silvicultura,
construção civil, entre outros apresentam potencial de causar impactos significativos
relacionados ao uso da terra, como a diminuição da biodiversidade e alterações sobre
a estrutura e a qualidade do solo. No campo da Avaliação de Impacto de Ciclo de Vida
(AICV) verifica-se a intensificação no desenvolvimento de metodologias que
incorporam a categoria de impacto sobre o uso da terra abordando, por exemplo, a
avaliação de alterações na estrutura do solo, a quantificação da área convertida para
determinados usos, emissões de gases de efeito estufa, a quantidade de espécies
perdidas, etc., sem haver, no entanto, consenso em relação aos parâmetros a serem
utilizados na avaliação dos impactos. A integração de Sistemas de Informação
Geográfica à AICV vem sendo apontada há mais de uma década como uma prática
promissora, contudo, a falta de um padrão de avaliação e de utilização retardam sua
implementação na prática. Diante dessa lacuna, o presente trabalho tem como objetivo
discorrer sobre o modo como a categoria de impactos associados ao uso da terra vem
sendo utilizada na AICV tendo os SIG como elemento de suporte metodológico ao
longo de suas diferentes etapas. A partir da revisão da literatura especializada foi
possível verificar como as principais abordagens referentes à AICV têm lidado com
categorias de impactos relacionados ao uso do solo, concluindo-se que a integração
com os Sistemas de Informação Geográfica se coloca como um campo promissor para
o desenvolvimento de metodologias compatíveis com o contexto de aplicação.
Palavras-chave: Avaliação de Ciclo de Vida (ACV), Sistemas de Informação
Geográfica (SIG), uso do solo.
ABSTRACT
Products and services from the sectors of agriculture, mining, forestry, construction,
among others show potential to cause significant environmental impacts related to land
use, such as loss of biodiversity and changes on the structure and soil quality. In the
field of Life Cycle Impact Assessment (LCIA) there is an intensification in developing
methodologies which incorporate the category of land use impact dealing with, for
example the evaluation of changes in soil structure, the quantification of area converted
Este trabalho foi recebido pela Comissão Cientifica e pertence aos anais do Congresso.
O conteúdo do trabalho é de inteira responsabilidade do autor.
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for certain uses, climate change and the amount of lost species, without, however,
consensus related to the parameters to be used in evaluation of the impacts. The
integration of Geographic Information Systems (GIS) to the LCIA has been identified
for more than a decade as a promising practice, however, the lack of a standard
evaluation and utilization delay its implementation in practice. Given this gap, this
paper aims to discuss how the impact category associated with land use has been
used in LCIA and the GIS as an element of methodological support throughout its
different stages. From the review of the literature was verified how the main
approaches concerning the LCIA have been dealing with impact categories related to
land use, concluding that the integration with GIS stands as a promising field for
development methodologies compatible with the application context.
Keywords: Life Cycle Assessment (LCA), Geographic Information Systems (GIS), land
use.
1 INTRODUÇÃO
A avaliação do ciclo de vida (ACV) caracteriza-se como a principal prática para
a avaliação dos impactos ambientais relativos ao ciclo de vida de produtos e serviços.
Os dados coletados de entradas e saídas de um sistema de produto são
transformados em indicadores de impactos, relacionados à saúde humana, meio
ambiente e esgotamento de recursos (JRC, 2010). Esta etapa é definida com
Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV) e visa o melhor entendimento da
significância dos potenciais impactos ambientais.
Produtos e serviços advindos dos setores de agricultura, mineração,
silvicultura, entre outros, apresentam potencial de causar impactos significativos ao
uso da terra, como a diminuição da biodiversidade e alterações sobre a estrutura e a
qualidade do solo. Sendo assim, verifica-se a intensificação do estudo da categoria de
impacto uso da terra a fim de incorporar os impactos relacionados ao uso e ocupação
da terra por atividades desta tipologia.
Nesta categoria de impacto, entende-se que as diferenças regionais precisam
ser consideradas. Os impactos do uso da terra são altamente dependentes da
localização do sistema em estudo. Muitos fatores biogeográficos, como paisagem,
padrões climáticos, vegetação e uma variedade de propriedades do solo determinam a
gravidade dos efeitos ambientais.
Entretanto, a falta de informação e diferenciação da significância dos impactos
em relação à sua localização sempre foi apontada como um problema, mas ainda não
se tem um consenso sobre métodos mais adequados para incorporar essas diferenças
(GEYER et al, 2010). Para tal, entende-se que o uso de Sistemas de Informação
Geográfica (SIG) pode atuar como elemento de suporte metodológico a fim de suprir
as questões relacionadas ao aspecto espacial dos impactos avaliados na AICV.
Pineda (2011) pôde constatar em seu trabalho que o acoplamento ACV-SIG provou
ser muito útil para desenvolver métodos para avaliar os impactos ambientais no uso da
terra.
Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo discorrer sobre o modo
como a categoria de impactos associados ao uso da terra vem sendo utilizada na
AICV tendo o SIG como elemento de suporte metodológico ao longo de suas
diferentes etapas.
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O conteúdo do trabalho é de inteira responsabilidade do autor.
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2 METODOLOGIA
De acordo com os objetivos propostos foi realizado um levantamento
bibliográfico na base de dados Web of Knowledge utilizando os seguintes strings de
pesquisa: LCA AND Land Use; LCA AND GIS; Land Use Impact AND LCA.
Inicialmente foram analisados os resumos de forma a incluir no estudo os
artigos que consideram o uso da terra como categoria de impacto e/ou que aplicam
SIG na ACV.
Artigos indisponíveis na íntegra na internet foram excluídos da revisão, bem
como aqueles não escritos em língua inglesa ou portuguesa.
Para os artigos selecionados, foram definidos os seguintes parâmetros de
análise:

Conceito de uso da terra utilizado na AICV;

Método aplicado na avaliação do uso da terra;

Indicadores da categoria;

Modelo de caracterização do impacto;

Dados de inventário necessários para o cálculo;

Ponto final da categoria;

Abrangência da validade de aplicação;

Local de aplicação;

Escopo temporal;

Categoria em que o SIG foi utilizado; e

Objetivo do uso do SIG;
3 RESULTADOS
Para facilitar a compilação das informações na revisão bibliográfica, optou-se
por responder às questões deste artigo baseadas nos itens da norma ISO 14040 e
ISO 14044, as quais estão apresentadas abaixo juntamente com os resultados
coletados.
Foram identificadas as principais vertentes de abordagem da categoria de
impacto uso da terra, que são apresentados no Quadro 1.
Quadro 1: Conceitos de uso da terra utilizados na AICV
Conceitos de uso da terra usado na AICV
Ocupação e transformação da terra
Biodiversidade
Degradação da terra devido ao uso antrópico
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Mudanças diretas e indiretas no uso da terra
Indicador da categoria mudança climática
Na maioria dos estudos, o uso da terra é considerado um recurso natural que
está temporariamente indisponível para outros fins. Logo, a categoria está
estritamente ligada aos conceitos de ocupação e transformação da terra. (BRENTRUP
et al., 2002; VAN DER WERF; PETIT; SANDERS, 2005; BASSET-MENS; LEDGARD;
BOYES, 2009; BURATTI; FANTOZZI, 2010; MORAIS; MATA; FERREIRA, 2010;
NGUYEN; HERMANSEN; MOGENSEN, 2010; GALLEGO et al, 2011). Outra vertente
apresenta o uso da terra relacionado à biodiversidade, considerando o número de
espécies afetadas (CANALS; ROMANYA; COWELL, 2007; SCHMIDT, 2008; DE
SCHRYVER et al, 2010; BRANDAO; MILA I ANALS; CLIFT, 2011) consideram as
funções de suporte a vida e Toffoletto et al (2007) integra os dois conceitos.
Lindeijer e Alfers (2001) e Brentrup et al (2004b) avaliam a degradação da terra
devido a utilização humana, como por exemplo para a agricultura e indústria.
Em alguns estudos o uso do solo não é tratado como uma categoria de
impacto, e sim como indicador da categoria mudança climática. Kim, JimenezGonzalez e Dale (2009), Kristensen et al (2011), Lechon, Cabal e Saez (2011) e
Reinhardt e Von Falkenstein (2011) consideram o efeito das mudanças do uso do solo
nas emissões de gases de efeito estufa.
Ainda nessa vertente alguns autores, como Kim, Jimenez-Gonzalez e Dale
(2009), Rettenmaier et al (2010) e Notarnicola et al (2012) tratam estes efeitos em
mudanças diretas e indiretas, porém muitas vezes as mudanças indiretas não são
avaliadas.
No Quadro 2 são apresentados os métodos aplicados nos estudos analisados.
Quadro 2: Métodos utilizados na AICV
Métodos aplicados na AICV
CML
TRACI
EcoIndicator 99
LUCAS
EDIP 97
Modelos próprios
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Observa-se que não há um consenso sobre qual metodologia utilizar na
avaliação do uso da terra na AICV. Dentre os métodos mais utilizados em estudos de
ACV, considerados aqui como tradicionais, Panichelli, Dauriat e Gnansounou (2009),
Brandao, Mila I Canals e Clift (2011) e Gallego et al (2011) usaram versões do CML.
Já Curran (2004) utilizou o método TRACI em sua avaliação, enquanto Morais, Mata e
Ferreira (2010) usaram EcoIndicator 99; Toffoletto et al (2007), o método canadense
LUCAS e Nguyen, Hermansen e Mogensen (2010) o EDIP 97.
Nos estudos de Nielsen e Hoier (2009) e Knudsen et al (2010) foram utilizados
o EDIP 97, Impact 2002 e EcoIndicator 95, porém na avaliação de outras categorias
abordadas, não integrando uso da terra como categoria mas sim como uma
informação da área ocupada.
Muitos autores optam por utilizar modelos próprios ou adaptações de
metodologias existentes, como por exemplo, Brentrup et al (2004a), Bovea et al
(2007), Schmidt (2008), Buratti e Fantozzi (2010), Liu et al (2010), Lechon, Cabal e
Saez (2011), Pfister et al (2011), e Van Middelaar et al (2011).
Dentre as metodologias avaliadas foram identificados diferentes indicadores da
categoria e modelos de caracterização, apresentados no Quadro 3.
Quadro 3: Principais Indicadores da Categoria e Modelos de Caracterização utilizados
Produtividade Primária Líquida
Riqueza de espécies de plantas vasculares
Funções de Suporte a Vida
Biodiversidade
Indicadores da Categoria
Depleção de recursos e impactos ambientais
Valorização de recursos naturais
Eficiência do uso da terra
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Grau de reabilitação da terra
Qualidade da terra
Área de ocupação / transformação
Tempo de ocupação / restauração
Dados usados na
caracterização
Fator de Caracterização referente à riqueza de
espécies
Relação entre a vulnerabilidade, riqueza de
espécies e escassez inerente do ecossistema
Potencial Degradação Natural
Liu et al (2010) adota como indicador de categoria a mudança da Produtividade
Primária Líquida do ecossistema. No seu modelo de caracterização o cálculo do
impacto de ocupação e transformação considera a mudança da qualidade da terra
(que é a diferença entre a qualidade da terra natural e ocupada/transformada), a área
e duração da ocupação, e o tempo de restauração.
Schmidt (2008) utiliza como indicador a riqueza de espécies de plantas
vasculares, sendo o modelo baseado em Köellner (2000) a caracterização relacionada
à ocupação é calculada pela área (ha) multiplicada pelo tempo (ano) e o fator de
caracterização (wS100/ ha ano), onde wS100 se refere a riqueza de espécies em uma
área padrão de 100 m². Enquanto que a caracterização para transformação é
calculada como área (ha) multiplicada pelo fator de caracterização (wS100/ ha).
Já Toffoletto et al (2007) adota Funções de Suporte a Vida dos sistemas
naturais e Biodiversidade como indicadores. O primeiro é relacionado diretamente com
a Produção Primária Líquida ao longo do tempo e o segundo ligado à riqueza de
espécies de plantas vasculares (SR); escassez inerente do ecossistema (ES); e
vulnerabilidade do ecossistema (EV). Assim, para Biodiversidade o cálculo será a
multiplicação de nSR, nES e nEV , sendo n o fator de normalização. Da mesma
maneira, Pfister et al (2011) utiliza tais indicadores em seu estudo.
Brentrup et al (2004a) utiliza como indicador a depleção de recursos (RDI) e
impactos ambientais (EcoX) e fatores de caracterização são calculados como
Potencial Degradação Natural (NDP), sendo o cálculo separado por região
biogeográfica. O estudo adota o conceito de Hemerobia, assim como o trabalho de
Buratti e Fantozzi (2010).
Os indicadores utilizados por Bovea et al (2007) são a valorização de recursos
naturais (%): material comercializado (m³) / Volume total extraído anualmente (m³) x
100; eficiência de uso da terra (m³/m²): quantidade total do produto comercial (m³) /
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área utilizada (m²); e grau de reabilitação da terra (%): área reabilitada (m²) / área
ocupada (m²)x100.
Para Nielsen e Hoier (2009), Buratti e Fantozzi (2010) e Gallego et al (2011) o
impacto dessa categoria é indicado pela relação entre a área e o tempo de ocupação.
Já Nguyen, Hermansen e Mogensen (2010) e Dekker et al (2011) incluem a
quantidade de produto nesta relação.
Em alguns estudos de AICV no setor da agricultura é levado em conta o teor de
matéria orgânica do solo como indicador de Funções de Suporte a Vida (CANALS;
ROMANYA; COWELL, 2007; GARRIGUES et al 2012).
Portanto, para realizar os cálculos, nota-se que na maioria dos casos os
principais dados de inventário necessários na AICV são área e tempo de ocupação,
área transformada e tempo de restauração (SCHMIDT, 2008; PFISTER et al, 2011).
Além destes, ainda destaca-se como dados do inventário Produtividade Primária
Líquida, número de espécies afetadas (LIU et al, 2010). Em alguns estudos observase a necessidade de dados como o volume de ocupação, área reabilitada e teor de
matéria orgânica no solo (GARRIGUES et al, 2012).
Com relação ao ponto final da categoria, Garrigues et al (2012) classifica o
mecanismo ambiental em seu trabalho em: Qualidade do solo e Uso do Solo como o
ponto intermediário e os pontos finais: Danos a Saúde humana, Danos à diversidade
do ecossistema e Escassez de recursos.
Já Liu et al (2010) considera Danos ao ecossistema como ponto final da
categoria.
Em alguns casos foi considerada como midpoint, por exemplo, por Schmidt
(2008).
Muitos estudos avaliados não indicam uma classificação.
Quanto à abrangência de validade de aplicação, foi possível identificar estudos
cuja abrangência se refere à apenas um país, como por exemplo, Liu et al (2010) o
qual realiza a AICV na China com um método de validade de aplicação especÍfica para
este país e Toffoletto et al (2007) que apresenta o método LUCAS de abrangência de
validade específica para o Canadá, tendo executado a aplicação no mesmo país.
Métodos de validade de aplicação global foram utilizados por Schmidt (2008) e
Pfister et al (2011) sendo que o primeiro realizou uma análise de âmbito mundial,
enquanto o segundo aplicou na Dinamarca, Malásia e Indonésia. Brentrup et al (2002)
utilizaram um método de validade de aplicação regional em sua aplicação na Europa.
A figura 1 ilustra os países em que houve aplicação da ACV, incluindo os
estudos que não definiram a validade de aplicação dos métodos. Esses últimos foram
realizados na Inglaterra (BRENTRUP et al, 2004b), Espanha (BOVEA et al, 2007;
CANALS; ROMANYA; COWELL, 2007; GALLEGO et al, 2011; LECHON; CABAL;
SAEZ, 2011), Holanda (SLEESWIJK et al, 2008; DEKKER et al, 2011; VAN
MIDDELAAR et al, 2011), Nova Zelândia (BASSET-MENS; LEDGARD; BOYES,
2009), China (KNUDSEN et al, 2010), Alemanha (NIELSEN; HOIER, 2009), Itália
(BURATTI; FANTOZZI, 2010), Argentina (PANICHELLI; DAURIAT; GNANSOUNOU,
2009), Estados Unidos (MILLER, 2010) e ainda a União Europeia (NGUYEN;
HERMANSEN; MOGENSEN, 2010).
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Figura 1- Aplicação da ACV utilizando a categoria Uso da terra e/ou SIG
Nota-se uma concentração maior de estudos na Europa, na América do Norte,
apenas um na América do Sul e não foram encontrados trabalhos aplicados no
continente Africano.
Na maioria dos trabalhos avaliados foi possível observar que o escopo
temporal mais adotado foi de um ano.
Nos trabalhos em que o SIG foi utilizado, observa-se uma maior concentração
da aplicação no uso da terra relacionado à categoria mudança climática (emissão de
CO2). Também foi constatado sua utilização na categoria desertificação e
biodiversidade (GEYER et al, 2010; NUÑEZ et al, 2010).
Mutel, Pfister e Hellweg (2011) utilizaram o SIG em mais de uma categoria,
sendo elas saúde humana, eutrofização, acidificação, consumo de recursos e danos
ao ecossistema.
Quadro 4: Categorias de Impacto em que o SIG foi utilizado
Categorias em que o SIG foi aplicado
Mudança climática
Desertificação e Biodiversidade
Saúde Humana
Eutrofização
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Acidificação
Consumo de recursos
Danos ao ecossistema
A integração de Sistemas de Informação Geográfica à AICV vem sendo
apontada há mais de uma década como uma prática promissora (BENGTSSON et al,
1998), contudo, a falta de um padrão de avaliação e de utilização retardam sua
implementação na prática.
Neste trabalho, foi possível observar que o SIG vem sendo utilizado
principalmente para gerar dados relativos a áreas ocupadas por culturas agrícolas
(GEYER et al, 2010; GASOL, 2011). Também se observou seu uso para calcular a
distância espacial, como por exemplo em Blengini e Garbarino (2010) que fazem uma
análise espacial da coleta e transporte de resíduos da construção civil para avaliar as
diferentes opções de plantas de reciclagem. Gasol et al (2010) analisam a nível local a
distância entre usinas de energia e as áreas de cultivo a fim de comparar a redução da
emissão de CO2 entre a utilização de gás natural e biomassa. Os estudos geralmente
não produzem dados geográficos primários e sim utilizam dados já existentes da área
de estudo.
A integração entre SIG e ACV tende a se tornar ainda maior com o avanço no
entendimento da categoria de impacto uso do solo e a difusão de seu uso em
diferentes produtos e não apenas naqueles relativos à agricultura. Syrrakou, Yanoulis
e Skordilis (2001) enfatizam que a aplicação de SIG para a ACV possibilita considerar
informações específicas regionais além de otimizar a AICV, em especial o
gerenciamento do fim da cadeia do produto. Os autores também dão exemplos de
informações fornecidas pelo SIG que podem ser utilizadas na ACV de aterros
sanitários, como por exemplo, condições edafoclimáticas e distância das áreas
residenciais, aeroportos; e sistemas fotovoltaicas, sendo depósito de matérias primas,
distância da fábrica, combustível por km/rodado, risco da escavação à saúde humana
e ao meio.
4 CONCLUSÃO
A categoria de impacto uso da terra está sendo utilizada pelos praticantes da
ACV em três vertentes principais: indicador da categoria mudança climática,
biodiversidade e o uso da terra enquanto recurso natural temporariamente indisponível
para outros fins. Em relação aos métodos, ainda não há um consenso sobre qual
utilizar ou mesmo como aplicar para tal categoria.
A integração de SIG e ACV acontece a medida que o primeiro atue como
elemento metodológico respondendo as questões relacionadas à espacialidade dos
impactos estudados e preenchendo a lacuna referente a homogeneização dos
impactos no ambiente realizada atualmente pela ACV. Constatou-se que a integração
de diferenças regionais na AICV será imensamente facilitada com a atuação conjunta
com o SIG.
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AGRADECIMENTOS
Este trabalho é financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico (CNPq) – MCT/CNPq nº 14/2011. As autoras Natália, Ana Laura Pavan e
Paula Madeira Gomes agradecem a CAPES e a FAPESP pela bolsa de estudos
concedida para o desenvolvimento do mestrado.
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