1 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

1.

  2.

3.

4.

5.

6.

7.

Tópicos

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 2

Produção pecuária

3

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).

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

internacional de produção de insumos e de transformação industrial em nível 5 • Possibilitou a

incorporação da agricultura familiar

por meio da adoção de tecnologia através de contratos de integração com as agroindústrias.

Pecuária no Brasil

• No Brasil, a pecuária é uma das cadeias produtivas de maior importância socioeconômica;

2010

 Produção de

24 milhões de toneladas/ano

carnes (Bovina, Frango e Suína); de  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. 6

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

Produção de carnes Brasil

2006 2007 2008 2009 bovina suina frango

ano

2010

Produção de carnes Santa Catarina

7

Valores em mil ton

1800 1500 1200 900 600 300 0 2006 2007 2008 2009 2010

ano

bovina suina frango

Pecuária em Santa Catarina

• Santa Catarina é o

maior produtor de carnes maior exportador

em quantidade dos estados brasileiros.

e o • 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.

8

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

aumento da produção agrícola (ricos em P, N e alguns minerais como zinco e cobre ) auxiliando no • Mas quando utilizado em excesso torna-se uma fonte de

poluição ambiental

9

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

.

10

11 Transporte e distribuição de dejetos líquidos de suínos Odores NH3 NH3 Patógenos Lixiviação Zn Emissões de gases Escoamento Cu CH4 N2O Fosfatos Carga orgânica

Abordagem sistêmica

12

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.

13

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.

14 • 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).

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; 15

16

Abordagem sistêmica

• A

reciclagem dos resíduos animais

para a produção vegetal, a como

utilização da produção vegetal

para a alimentação humana ou animal, são entendidos

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.

Abordagem sistêmica

• Inserida na Teoria Geral de Sistemas - Dr. H. T. Odum 17 • 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).

18

Ecologia de sistemas

• Ecologia de Sistemas – surgiu da utilização da Teoria de Sistemas, através da Análise Sistêmica.

• Estuda os ecossistemas de forma

global

um todo, ou seja, utilizando-se da , desde os seus componentes até o comportamento do sistema como

teoria dos sistemas para o estudo do ecossistema

(Odum, 1994).

• Estuda e analisa sistemas ecológicos e econômicos interligados

19 •

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.

Objetivos do trabalho

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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.

22

Objetivos específicos

• Realizar e analisar os balanços de nutrientes (nitrogênio e fósforo) para cada propriedade estudada e da micro bacia; • 1.

2.

3.

Realizar um diagnóstico emergético em diferentes sistemas de produção pecuários: Bovinocultura de leite Avicultura Suinocultura • Realizar um diagnostico emergético em relação a utilização e o desempenho de biodigestores; 23

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. 24

Água da bacia Chuva Vento Sol Nutrientes do ar (N,P) NPK Uréia Ração Medica mentos Combus Infra -tível estrutura Eletri cidade Mão de obra Consumo familiar nascente Pessoas $ Reserva florestal Área de recuperação Mata ciliar Solo Mata nativa Produção agrícola milho Solo Agricultura Rio Pastagem Bovinocultura Solo leite bovinos metano Biodigestor Sistema de Biodigestão Bio Fertilizante Produção Suínos/aves Suínos/ aves dejetos Suinocultura/ Avicultura Esterqueira Água* *Rios, córregos, aquíferos, águas sub-superficiais, etc.

N, P Mat. Org.

Micro organis mos Peq., méd. e grandes animais Biomassa Plantas arbóreas Mata Nativa de Terras úmidas $ Empréstimo 25 Madeira e serviços ambientais

CH 4 + CO 2

Leite Gado em pé

NO 2 + SO 2

Biofertilizante Suínos/aves em pé

Perda de solo

Dejetos

Água filtrada biologicamente Madeira que sequestra C,P,N e metais

Balanço de Nutrientes

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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).

27

Dinâmica do nitrogênio

• Geralmente as formas disponíveis de nitrogênio para a nutrição dos seres vivos incluem: 28  Íon amoníaco (NH 4 + ),  Íon nitrato (NO 3 ) ou  Formas orgânicas (R-NH 2 ) • São metabolizadas visando à construção de biomassa

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 29

30

Fixação

N2 atmosférico

Desnitrificação

Bactérias fixadores Decomposi tores

Decomposição

carnívoros herbívoros Bactérias desnitrificantes

Plantas

NH4 amônia

Nitrosação

NO3 nitato NO2 nitrito

Nitratação

Bactérias nitrificantes Fonte: Adaptado de http://www.profpc.com.br/ciclo_nitrogenio.htm

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 31

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.

32

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 33

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 34 • 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

Dinâmica do fósforo

• As transformações do fósforo representam um sistema complexo controlado por reações químicas e biológicas:  Mineralização;  Imobilização e;  Absorção 36 • 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.

Resultados preliminares

40

41 Lençol freático N2 atm 12,77 5,11 NPK Uréia 31,98 43,09 563,90 Ração Concen trado N2

137,10 desnitrificação

NH3

73,15 volatilização

Soergui mento geológico Chuva Vento Sol nascente 4,25 38,64 Reserva florestal Área de recuperação Mata ciliar 1,72 Solo 185 ha Mata nativa 6,30 31,87 2,53 20,48 150,05 Rio 45,72 Produção agrícola Agricultura milho 20,66 Solo 275,5 ha 20,66 88,42 100,93 Produção Aves Avicultura Aves 61,82 106,71 2,22 11,22 50,43 30,39 34,51 16,10 7,21 52,83 bovinos 12,08 Pastagem Solo Bovinocultura 97 ha 27,69 10,66 462,97 59,77 24,68

94,45 Diagrama sistêmico Balanço de Nitrogênio

Produção Suínos Suínos 202,88 Suinocultura 260,09 Balanço do nitrogênio Dados em ton/ano Leite Aves em pé

Perda de nitrogênio por lixiviação e escoamento superficial

Suínos em pé

Soergui mento geológico Chuva Vento Sol Lençol freático 42 P atm 4,83 Uréia 18,73 Ração 563,90 Concen trado

Diagrama sistêmico balanço de Fósforo

nascente 1,61 Reserva florestal Área de recuperação Mata ciliar Mata nativa Solo 185 ha 2,39 13,85 1,61 6,83 57,16 Rio 14,13 Produção agrícola milho 2,31 Agricultura Solo 275,5 ha 2,31 92,05 35,27 Produção Aves Avicultura Aves 19,11 160,41 0,84 4,88 4,98 18,00 33,24 14,29 2,40 20,13 bovinos 2,99 Pastagem Solo Bovinocultura 97 ha 9,23 0,13

126,90

Leite Aves em pé

Perda de fósforo por lixiviação e escoamento superficial

Produção Suínos Suínos 77,29 Suinocultura 83,12 Balanço do fósforo Dados em ton/ano Suínos em pé

Propriedades

43

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 44

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.

Análise emergética

47

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

Exemplo da utilização do Software interativo para Análise emergética de sistemas pecuários

50

Software para Análise Emergética

51 http://www.unicamp.br/fea/ortega/em-folios/software/index.htm

Tabelas Gerais

• Mais de 90 inputs diferentes.

• Saida para até 7 produtos.

• Sistema de produção de ovos.

52

Estudo de Caso: produção de ovos

53 Vila Yamaguishi

Semen tes Outros insumos externos Eletrici dade Pintinhos Marava lha Embala gem Alimentos, roupas e outros.

Nutrientes solubiliza dos Chuva Vento Sol 27 ha Floresta Biodiv.

Solo Mel Madeira Água Hortaliças Hortaliças 15 ha Milho 20 ha Milho Processamento de Ração 0,1 ha Ração Criação de galinhas 0,8 ha

Subsistema de produção de ovos

Esterco Ovos Classificação Embalagem Acondicionamento 0,1 ha

Comunidade Yamaguishi

Famílias $ 1 ha Ovos desclassi ficados Criação de porcos 0,8 ha Esterco Carne Hortaliças Galinhas “velhas” Ovos embalados 54

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.

Obrigada!

[email protected]

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