Prevenção da Poluição e Ecologia Industrial
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Laboratório de Energia e Ambiente Prevenção da Poluição e Ecologia Industrial Armando Caldeira-Pires Laboratório de Energia e Ambiente Depto. de Engenharia Mecânica/Fac. de Tecnologia Universidade de Brasília I Congresso Baiano de Engenharia Sanitária e Ambiental - COBESA Salvador/BA, 13/Jul/2010 © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Definições • Qualidade qualidade de um fluxo material / energético está associado à sua capacidade de ser útil • Utilidade • Matéria-Prima • Poluição • Ciclo: • Ecologia: • Ecossistema: • Metabolismo: utilidade de um material está associado à sua capacidade de ser transformado por um processo metabólico em algum outro de maior valor agregado. material que sirva de entrada para um sistema de produção qualquer introdução pelo homem, direta ou indiretamente, de substâncias ou energia no ambiente, provocando um efeito negativo no seu equilíbrio, causando assim danos na saúde humana, nos seres vivos e no ecossistema ali presente conjunto de estados, ou processos, desenvolvidos por um sistema, cujas etapas iniciais e finais apresentam os mesmos valores para as propriedades que o descrevem. ciência que estuda as relações dos seres vivos com o ambiente. conjunto formado por um ambiente e os seres vivos que, em relacionamento mútuo normal, ocupam esse meio. conjunto de mecanismos de um organismo necessários à formação, ao desenvolvimento e à renovação das suas estruturas celulares, e à utilização/produção da energia fundamental à manutenção da sua vida. © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Gestão (dos gastos com a) da Poluição os Padrões Históricos • Negócio à Antiga • Adequação à Legislação Convencional • Prevenção da Poluição • Eco-Eficiência • DFE; LCA • Ecologia Industrial Sustentável © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Orientado a Sistemas Laboratório de Energia e Ambiente Evolução da Sociedade Escala Geográfica reativa A) Global receptiva construtiva pró-ativa Sistema Continental B) Fim de Linha Processo Produto Produto Processo Regional C) Especialistas Gestores Sistema Setor Sociedade Desenvol vimento Visão Fim de Linha Local Minimização D) Otimização A) Fase de Resposta 5 B) Foco de Atenção 10 C) Principais Atores 15 20 25 D) Filosofia Escala Temporal (anos) © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Adaptado de Winsemius, P. and U. Guntram, (1992). Responding to the Environmental Challenge. Business Horizons, Vol. 35, No. 2, p. 12-20, Indiana University Graduate School of Business, March-April 1992. Qualidade dos Recursos e o Processo Economico Laboratório de Energia e Ambiente • O primeiro objetivo da atividade econômica é a autopreservação (satisfação de necessidades básicas) da espécie humana. • As necessidades básicas são aquelas de origem biológica (alimentadas pela existência de energia de alta qualidade – ENERGIA SOLAR). • A vida econômica humana depende de materiais utilizaveis Valor econômico <=> elevada utilidade • Uma determinada quantidade de utilidade só pode ser usada uma vez. • Um organismo se mantém vivo através do consumo da qualidade de outros seres vivos! © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Processo Economico como Gerador de Materiais Não-utilizaveis • O processo econômico consiste na contínua transformação de matéria–prima utilizável para um resíduo não-utilizável (poluição) • O processo econômico escolhe as fontes utilizáveis de acordo com regras específicas, função do tempo e do espaço. © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Fluxos Funcionais de um Processo Industrial ENTRADAS SAÍDAS bens fluxos econômicos produtos bens serviços PROCESSO UNITÁRIO/ materiais energia SISTEMA DE PRODUÇÃO materiais resíduos* (para tratamento) serviços produtos * energia fluxos econômicos resíduos (para tratamento) produtos químicos no ar produtos químicos na água recursos abióticos intervenções ambientais recursos bióticos transformação do solo ocupação do solo produtos químicos no solo produtos radioativos som perda de calor mortes etc. © Armando Caldeira-Pires – Jul10 intervenções ambientais Sistema Industrial Sistemas Produtivos Agro-Pecuaria © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Sistema Industrial Sistemas Produtivos Extras 12 processos consumindo recursos e emitindo poluição © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Ecossistema Industrial Laboratório de Energia e Ambiente Sistemas Produtivos Cíclicos – O Ciclo de Carbono na Agro-Indústria © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Ecologia Industrial o Paradigma • Copia o desenvolvimento sustentável dos ecossistemas – utilização cíclica dos reservatórios de matérias-primas – utilização de energia em cascata – estabilidade dinâmica às perturbações – enfoque a um estado estacionário termodinâmico • minimização da entropia (manutenção da quantidade de qualidade) • interdependência e altamente organizado • Balanço entre o ser humano e o mundo natural • Enfoque deliberado na direção de níveis sustentáveis de atividade humana © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Ecossistema Industrial Fluxos Materiais e seus Componentes Nacional Exportações Necessidade Total de Materiais Importações Extração Doméstica: biomassas, minerais Resíduos, Emissões Entrada de Materiais Direta Fluxos de Importação Escondidos Fluxos Domésticos Escondidos Estoques: Humano, Sistemas Bióticos, Infra-estruturas Doméstico - Natural © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Ecossistema Industrial Gestão Empresarial Ambiental, Indústria e Mercado Laboratório de Energia e Ambiente Um ecossistema industrial é uma comunidade ou uma rede de companhias e outras organizações em uma região que optaram por interagir através da troca de produtos secundários (sub-produtos, rejeitos, etc) e possibilitando a obtenção de benefícios inexistentes nas operações não-interligadas tradicionais. •redução dos fluxos energéticas e mássicos; •aumento da eco-eficência; •aumento do valor acrescentado dos resíduos operacionais •Serviços fornecidos pelo ecossistema (beneficios obtidos pela sociedade dos ecossistemas): -> -> -> -> serviços basicos, p.e. alimento e agua; serviços de controle, p.e. enchentes, secas, degradação da terra, e doenças; serviços de suporte, p.e. preparo do solo e ciclos de nutrientes; serviços culturais, p.e. recreação, espiritual, religiosa e outros não materiais. © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Simbiose Industrial • Análise do fluxo de materiais, energia, agua e/ou subprodutos através de uma economia local, regional ou nacional • Conecta industrias tradicionalmente separadas com uma abordagem de vantagens competitivas coletiva (proximidade geografica permite explorar a oportunidade de sinergias) © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Ciclos Naturais e Antrópicos associados na Simbiose Industrial © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Ciclo Economico Simbiose Industrial em ação © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Laboratório de Energia e Ambiente Simbiose Industrial em ação © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Simbiose Industrial em ação © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Simbiose Industrial em ação © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente ¾ Hamilton Airport Employment Growth District, City of Hamilton ¾ Iskenderun Bay Area - Turkey Industrial Symbiosis Project, United Nations Development Programme (Turkey) ¾ Pearson Eco-Business Zone Technical Advisory, Toronto & Region Conservation Authority (TRCA) ¾ City of Edmonton Eco-Industrial Policy Road Map, City of Edmonton ¾ Metro Vancouver Industrial Wastewater Re-Use Study, Metro Vancouver (Greater Vancouver Regional District) ¾ Zone C Redevelopment Plan & Development Guidelines, Corporation of Delta ¾ Innovista Eco-Industrial Park Planning & Development Advisory, Town of Hinton ¾ Pearson Eco-Business Zone Policy Toolkit, Toronto & Region Conservation Authority (TRCA) ¾ Green Energy Market Research and Technology Inventories, DuPont of Canada ¾ Markham Green Print Sustainability Plan, Town of Markham ¾ Hearst Eco-Industrial Network Strategy, Hearst Economic Development Corporation ¾ City of Greater Sudbury Eco-Industrial Network Strategy, City of Sudbury ¾ City of Spruce Grove Eco-Industrial Marketing Strategy, City of Spruce Grove ¾ Guelph Food Technology Centre ¾ Partners in Project Green Communications & Business Ambassador Program Development, Toronto & Region Conservation Authority (TRCA) ¾ International Green Sector Marketing, City of Toronto Simbiose Industrial em ação © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Freshwater Status: Degraded Laboratório de Energia e Ambiente Millennium Ecosystem Assessment, 2009 15–35% of Irrigation Withdrawals Unsustainable (low to medium certainty) © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Ecossistema Industrial Gestão dos Recursos Hidricos Laboratório de Energia e Ambiente • Beneficios (em recursos hidricos) obtidos com os ecossistemas • Suprimento de agua fresca – armazenamento e retenção de agua para uso domestico, industrial e na agricultura • Controle de uso e recarga da agua subterranea (fluxos hidrologicos): purificaçao de agua e tratamento de residuos, recuperação e remoção de nutrientes em excesso e outros poluentes • Gestão sustentavel da agua é critica porque é um recurso utilizado para multiplos, e geralmente oposto, fins, incluindo uso domestico, irrigação, alimento, geração de energia, disposição de agua residual, e pesca. • A manutenção do acesso a suprimentos sustentaveis de agua saudavel para comunidades vulneraveis, e melhorar a eficiencia e o uso equitativo de agua atraves de inovacoes institucionais, politicas e tecnologicas © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Simbiose Industrial em ação © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Pegada de Agua • Volume de agua necessaria para a produção de bens e serviços consumidos pelos habitantes de uma região e pelo seu consumo direto. © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Pegada de Agua da Alemanha © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Sonnenberg, A., Chapagain, A., Geiger, M. and August, D. (2009). Der Wasser-Fußabdruck Deutschlands: Woher stammt das Wasser, das in unseren Lebensmitteln steckt? WWF Deutschland, Frankfurt. Pegada de Agua do Comercio Internacional Laboratório de Energia e Ambiente Arrows show trade flows >10 Gm3/yr © Armando Caldeira-Pires – Jul10 [Hoekstra & Chapagain, 2008] Laboratório de Energia e Ambiente Pegada de Agua per capita 3000 Domestic water consumption Industrial goods Agricultural goods 2000 3 Water footprint (m /cap/yr) 2500 1500 Global average water footprint 1000 500 © Armando Caldeira-Pires – Jul10 [Hoekstra & Chapagain, 2008] USA Italy Thailand Nigeria Russia Mexico Brazil Indonesia Pakistan Japan India China 0 Pegada de Agua da Produção de Biodiesel © Armando Caldeira-Pires – Jul10 [Gerbens-Leenes, Hoekstra & Van der Meer, 2009] Laboratório de Energia e Ambiente Laboratório de Energia e Ambiente O Conhecimento e a Gestão Empresarial Ambiental Aspectos Fundamentais na Integração dos Ciclos Naturais com o Desenvolvimento Humano • Compreender o Ambiente e como é afetado • Indicadores da Qualidade Ambiental • Utilizar a Informação sobre o Ambiente • Gerir o Conhecimento sobre o Ambiente © Armando Caldeira-Pires – Jul10 Laboratório de Energia e Ambiente Prevenção da Poluição e Ecologia Industrial Muito Obrigado Armando Caldeira-Pires [email protected] I COBESA © Armando Caldeira-Pires – Jul10
