Análise do Ciclo de Vida da Soja

1. Análise do Ciclo de Vida da Soja Otávio Cavalett Orientador: Prof. Dr. Enrique Ortega Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada

2. Introdução • Nos últimos trinta anos a soja tornou-se um dos principais produtos agrícolas do país. • O Brasil é o segundo maior produtor mundial de soja e segundo maior exportador de soja e farelo. • Enquanto a área plantada com feijão, arroz e milho reduziu-se e a área com soja mais que triplicou. • O crescimento exponencial da produção, processamento e exportação de soja tornou-se motivo de preocupação sócio-ambiental.

3. Causas da expansão da soja • Aumento da demanda de farelo de soja na Europa; • Variedades adaptadas para o cultivo na região norte do país; • Apoio governamental; • Incentivo por parte de empresas multinacionais de insumos agrícolas; • Produção de biodiesel.

4. Conseqüências: externalidades • Erosão do solo; • Perda de fertilidade do solo; • Poluição da água por pesticidas e fertilizantes; • Intoxicação de pessoas e animais; • Redução da biodiversidade; • Modificações no clima regional; • Expulsão de pequenos agricultores de suas terras; • Destruição de grandes áreas de Cerrado e floresta Amazônica.

5. Produção de biodiesel • A produção de biocombustíveis tem se tornado um tópico extremamente importante na discussão mundial em recursos energéticos. • O biodiesel de soja ocupa um papel central na discussão sobre biocombustíveis no Brasil. • É apresentado como uma opção adequada para substituir uma parte da demanda de petróleo.

6. Avaliação do impacto ambiental • Com uma visão mais criteriosa de todas as etapas do ciclo de vida da soja os benefícios não parecem ser tão claros. • Necessita de uma grande quantidade de materiais e energia fóssil nas etapas agrícola, industrial e de transporte. • Os benefícios econômicos, sociais e ambientais da produção vão depender da escala e do modo de produção adotados.

7. Objetivo Calcular e discutir indicadores quantitativos do desempenho ambiental, social e econômico de cada etapa do ciclo de vida da soja.

8. Metodologias usadas • Análise de Energia Incorporada • Energia comercial usada(Slesser, 1974 Herendeen, 1998) • Análise de Intensidade de Materiais • Massa indireta degradada no processo(“Ecological back-pack” Hinterberger and Schiller, 1998) • Análise Emergética • Contribuições diretas e indiretas em energia solar equivalente(Odum, 1983; 1996)

9. Análise de energia incorporada Fluxos de Entrada Petróleo equivalente (kg petróleo/kg input) Demanda Global de petróleo 41860000 J/kg petróleo 3,18 kg CO2/kg petróleo Demanda Global de energia (J/kg produto) Emissões globais de CO2 (kg CO2/kg produto) X = X = =

10. Fluxos de Entrada Análise de intensidade de materiais X X X X MIF biótico (kg biótico/kg input) MIF água (kg água/kg input) MIF ar (kg ar/kg input) MIF abiótico (kg abiótico/kg input) = = = = IF biótico (kg biótico/kg prod.) IF abiótico (kg abiótico/kg prod.) IF água (kg água/kg prod.) IF ar (kg ar/kg prod.)

11. Fluxos de Entrada Análise de emergia Transformidade ou Emergia específica (SeJ/unidade input) X Emergia Total (seJ/kg ou J de produto) =

12. Ciclo de vida da soja Farelo de soja exportado Óleo de soja refinado Biodiesel

13. Diagrama sistêmico Figura 2: Diagrama sistêmico resumido do ciclo de vida da soja

14. Contabilizar entradas e saídas • Entrada • Combustível • Água • Aço • Eletricidade • Fertilizante • Pesticidas • Trabalho • Serviços • ….. • Saída • Produto principal • Co-produtos • CO2 • Efluentes industriais • Solo • Resíduos • …..

15. Requer: 4,6 kg material abiótico 6,1 ton de água 0,14 kg fertilizante 3,5 m2 superfície cultivada 0,07 kg petróleo equivalente Libera: 238 g CO2 6,0 kg solo Produzir 1 kg de soja: Energia Output/Input = 7,24 Emergia Tr = 1,01E+05 seJ/J EYR = 1,80 %R = 35,6%

16. Requer: 7,3 kg material abiótico 8,9 ton de água 0,21 kg fertilizante 5,22 m2 superfície cultivada 0,27 kg petróleo equivalente Libera: 864 g CO2 8,9 kg solo 1,26 kg efluentes Produzir 1 litro de biodiesel: Energia Output/Input = 2,48 Emergia Tr = 3,9E+05 seJ/J EYR = 1,62 %R = 30,7%

17. Relação de energia Figura 3: Comparação da produção de biodiesel de soja com o uso de combustíveis fosseis no processo (a) e sem o uso de combustíveis fosseis no processo (b).

18. Ciclo de vida do biodiesel

19. Importância da emergia

20. B2:777 milhões litros B5:1,94 bilhões litros Cenário futuro Lei 11097 de 14 jan 2005 • +1,1 milhões de ha de soja • +7 bilhões de m3 de água • +160 milhões de kg de NKP • +3,2 milhões de kg de pesticidas • -1,41 milhões de toneladas de CO2 • +2,85 milhões de ha de soja • +17,4 bilhões de m3 de água • +400 milhões de kg de NPK • +8,1 milhões de kg de pesticidas • -3,52 milhões de toneladas de CO2

21. Aspectos econômicos • O Diesel é vendido no Brasil a 0,87 USD/l. • Cerca de 70% desta valor são custos de transporte, margem de lucro e impostos, restando 0,26 USD/l que é o custo de produção do diesel. • O custo de produção do biodiesel foi de 0,45 USD/l. • Custo 73% maior que o diesel.

22. Diagrama sistêmico ampliado do biodiesel Figura 4: Diagrama sistêmico da produção de biodiesel de soja.

23. Estimativa da capacidade de suporte Pode ser expressa como área necessária para sustentar uma atividade econômica somente com base em recursos renováveis. Este valor pode ser obtido: Total de recursos não renováveis Densidade de potencia emergética de uma floresta da região onde o sistema está localizado SANPP =

24. Área para absorver o impacto 2,5 ha de floresta para cada 1 ha de soja para biodiesel. Figura 5: Esquema do modelo convencional de monocultura agrícola no Cerrado (a) e do modelo de produção de soja para biodiesel considerando uma área de suporte para absorver os impactos ambientais devido ao uso de recursos não renováveis no processo (b).

25. Requer: 4,4 kg material abiótico 5,5 t de água 0,13 kg fertilizante 0,11 kg óleo equivalente 3,18 m2 superfície cultivada Libera: 337 g CO2 5,4 kg solo 1,39 kg efluentes Produzir 1 litro de óleo de soja Energia Output/Input = 7,87 Emergia Tr = 3,5E+05 seJ/J EYR = 1,71 %R = 33,1%

26. Requer: 6,1 kg material abiótico 6,1 t de água 0,14 kg fertilizante 0,24 kg óleo equivalente 3,53 m2 superfície cultivada Libera: 755 g CO2 6,0 kg solo 1,39 kg efluentes Produzir 1 kg de farelo de soja Energia Output/Input = 1,57 Emergia Tr = 2,5E+05 seJ/J EYR = 1,49 %R = 26,1%

27. Ciclo de vida farelo

28. Soja Impactos do fluxo internacional de soja Custo energético: 1,43 E+17 J/ano 14,2 dias de extração de petróleo Erosão: 143 milhões de t Área: 8,4 milhões de ha (2x a Holanda) Agrotóxicos: 67232 t Nutrientes: 1,49 milhões de t de N e 0,16 milhões de t de P Custo emergético: É equivalente a 3,4 vezes toda a emergia usada pelo setor agrícola da Suécia ou 3,2 a emergia usada pela agricultura da Dinamarca 13,7 milhões de t de soja e 10,2 milhões de t de farelo de soja

29. Requer: 7,5 kg material abiótico 7,4 ton de água 0,17 kg fertilizante 4,33 m2 superfície cultivada 0,29 kg petróleo equivalente Libera: 924 g CO2 7,4 kg solo 0,88 kg efluentes Produzir 1 kg de carne necessita em média 1,6 kg soja mais 6,4 kg de forragemEsta soja utilizada:

30. Alternativas mais sustentáveis • Os indicadores da a produção e processamento da soja convencional apresentados indicam que: • Não é sustentável • Produz grandes impactos ambientais • A soja pode ser produzida em sistemas alternativos mais sustentáveis de forma a reduzir estes impactos negativos no meio ambiente e na sociedade.

31. Sistema Cooperbio Figura 6: Diagrama sistêmico do sistema proposto pela Cooperbio.

32. Mais sustentável Menor impacto ambiental Maior rendimento líquido de emergia Indicadores emergéticos

33. Conclusões 1/5 • Os métodos de avaliação foram eficientes para descrever o desempenho econômico, social e principalmente ambiental do ciclo de vida da soja. • Os resultados mostram que a produção de biodiesel de soja convencional é uma alternativa pouco viável levando-se em consideração os resultados obtidos nas avaliações econômicas, de materiais, energéticas, emergéticas e de emissões de CO2.

34. Conclusões 2/5 • A fração da emergia renovável no biodiesel é baixa. • A diminuição das emissões de CO2 com o emprego das misturas B2 e B5 são inexpressivas quando comparadas com as queimadas. • Se uma fração do biodiesel produzido é usada para realimentar o processo, os impactos aumentam correspondentemente em mais de 68%. • O uso de biodiesel irá competir com a produção de alimentos e ampliará a demanda de terra e água.

35. Conclusões 3/5 • O biodiesel pode ser uma opção para um futuro de diminuição na disponibilidade de combustíveis fosseis. • A futura viabilidade do biodiesel está ligada a integração da produção de biocombustíveis com a produção diversificada de alimentos, tirando-se proveito dos co-produtos e aumentando-se a reciclagem interna de materiais e energia.

36. Conclusões 4/5 • A avaliação de um sistema alternativo mais sustentável mostra a possibilidade de se produzir agroenergia baseado em uma lógica mais racional e sustentável. • Permite a descentralização da produção, a inserção e autonomia do agricultor familiar, a implantação de práticas agroecológicas e a redução de deslocamentos entre as áreas produtoras e centros consumidores.

37. Conclusões 5/5 • A avaliação quantitativa da produção, processamento e exportação de soja do Brasil para a Europa mostrou que os impactos ambientais são muito grandes. • A produção agrícola foi a etapa mais importante no ciclo de vida da soja. • Os resultados mostraram quantitativamente a relação entre a produção de soja no Brasil e o consumo de carne na Europa. • Estas informação são importantes para visualizar o impacto global do mercado de commodities e ajudar na discussão de sistemas de mercado de produtos agrícolas mais sustentáveis.

38. Obrigado! otavio@fea.unicamp.br ortega@fea.unicamp.br www.unicamp.br/fea/ortega