O Conceito de Emergia e a Certificação Agroecológica com Visão
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Capítulo 12 O Conceito de Emergia e a Certificação Agroecológica com Visão Sistêmica Enrique Ortega Agroecologia: Princípios e Técnicas para uma Agricultura Orgânica Sustentável 258 O Conceito de Emergia e a Certificação Agroecológica com Visão Sistêmica Introdução Na economia capitalista atual, a forma de visualizar um sistema produtivo – para fins de avaliação de seu desempenho – é excessivamente simplificada, veja a Fig. 1. Insumos químicos $ Potência mecânica Trabalho humano (externo) $ Infra-estrutura Serviços produtiva públicos e inicial privados $ $ $ Subsídio para cobrir déficit $ Processo produtivo Produtos $ vendas Fig. 1. Sistema rural visualizado parcialmente. A contabilidade empresarial considera apenas os insumos econômicos e uma parte dos produtos, em termos monetários, sem discutir a justiça dos preços. Como vemos na Fig. 2, essa contabilidade reduzida não leva em conta o complexo processo produtivo da agricultura familiar ecológica e não consegue abordar, cientificamente, as novas questões da sustentabilidade, da biodiversidade e da eficiência sistêmica. Trabalho Insumos Potência humano químicos mecânica (externo) Energias naturais $ $ Infra-estrutura Serviços Subsídio produtiva públicos e para cobrir inicial privados déficit $ $ $ $ Biodiversidade Família Processo produtivo Fig. 2. Sistema rural visualizado imtegralmente. 259 Produtos $ vendas $ subsídios Perdas $ incentivos Agroecologia: Princípios e Técnicas para uma Agricultura Orgânica Sustentável O uso da contabilidade econômica tradicional ocasiona diversos problemas: • Não se levam em conta as diversas contribuições da natureza. • Não se considera o subsistema interno relativo ao trabalho familiar. • Não se consideram os benefícios da biodiversidade na economia familiar. • Não se considera o acúmulo de biomassa das áreas dedicadas a reserva legal, reserva permanente, terra em descanso (pousio), brejos, leiras de plantas companheiras. • Não se determina o grau de sustentabilidade, o saldo energético do sistema, o impacto ambiental. • Não se consideram os custos de doenças, tratamento médico, e mortes por envenenamento. • Não se consideram os custos de tratamento de efluentes contaminados. • Não se incluem os custos sociais do desemprego gerado no meio rural. • Não se leva em conta o valor da pesquisa desenvolvida localmente. • Não se estima o valor da biodiversidade preservada ou recuperada. • Não se avalia a capacidade de suporte do agroecossistema. • Em termos de dinheiro, o uso dos fluxos de insumos implica na aceitação de preços fixados arbitrariamente pelo mercado. Esses preços não representam devidamente os valores reais dos recursos utilizados. • Não se mede a relação do intercâmbio do sistema com o exterior. • Não se qualifica a renovabilidade dos recursos empregados. • Não se interpretam os laços do sistema com o exterior. • Não permite estabelecer preços justos. • Não discute apropriadamente a perversa economia de escala. Assim, sugere-se a adoção da metodologia de análise sistêmica e energética que avalia todas as contribuições ao processo produtivo em termos de seu custo energético (emergia) que foi desenvolvida em várias décadas de trabalho intenso pelo professor Howard T. Odum, da Universidade da Flórida, Estados Unidos da América, e compilada em forma de livro, em 1996. Essa proposta metodológica ganhou o apoio de diversos pesquisadores do mundo 260 O Conceito de Emergia e a Certificação Agroecológica com Visão Sistêmica inteiro, os quais se reúnem a cada 2 anos, no Centro de Pesquisa das Terras Úmidas da Universidade da Flórida, em Gainesville, nos Estados Unidos da América. A metodologia de análise ecossistêmica-energética tem sido aplicada ao estudo de muitos e variados sistemas, entre eles os agrícolas. Contudo, a maior parte dos casos estudados corresponde aos sistemas rurais dos Estados Unidos da América e da União Européia, que são altamente intensivos no uso de energias derivadas do petróleo e possuem pouca complexidade biológica (biodiversidade). No Brasil, vários pesquisadores (ORTEGA, 2003a, 2003b) empregaram a metodologia emergética para descrever diversos sistemas rurais, incluindo algumas fazendas agroecológicas. Tomando como base esse esforço, colocase aqui a possibilidade de um desenvolvimento ainda maior dessa metodologia para interpretar, corretamente, o complexo processo agroecológico e, depois de divulgar e discutir suas vantagens, propor seu uso na certificação de produtos rurais. Bases para uma proposta de certificação agroecológica Os resultados de algumas pesquisas sobre a representação de agroecossistemas com diagramas de fluxos de energias, as fórmulas de cálculo emergético para o diagnóstico socioambiental e a certificação agroecológica (ORTEGA et al., 2001, 2002a, 2002b; QUEIROZ et al. 2000) são mostrados e discutidos a seguir. Na Fig. 3, usamos a linguagem simbólica dos fluxos de energia para representar um sistema que gera matérias-primas agrícolas e faz o beneficiamento industrial das mesmas para produção de alimentos preservados, incluindo a reciclagem de nutrientes e de materiais industriais, e o tratamento de efluentes. A Fig. 3 mostra as relações entre a atividade agroindustrial e seu ecossistema: • Auto-suficiência e sustentabilidade. • Qualidade das matérias-primas. • Processo de beneficiamento. 261 Agroecologia: Princípios e Técnicas para uma Agricultura Orgânica Sustentável Reciclagem de materiais (agrícolas, industriais e após o consumo familiar). • Co-geração de energia. • Tratamento de efluentes. Fig. 3. Diagrama de um sistema agroecológico de administração familiar. Os fluxos da natureza, mostrados na margem esquerda do diagrama, determinam a sustentabilidade (renovabilidade) do empreendimento. Esses fluxos dependem da existência de biodiversidade e não são remunerados monetariamente. Na economia convencional, o preço de um produto corresponde ao somatório das despesas realizadas com insumos, mão-de-obra e alguns serviços, mais a margem de lucro desejada. De certa forma e nem sempre com justiça, o preço econômico representa o trabalho humano agregado. Contudo, o preço econômico não considera diversas externalidades: • A contribuição da natureza na produção e na absorção do impacto ambiental decorrente da produção dos insumos industriais. 262 O Conceito de Emergia e a Certificação Agroecológica com Visão Sistêmica • Os custos do tratamento médico de doenças provocadas pelo uso de substâncias tóxicas na lavoura e no processamento industrial. • Os custos da recuperação ou do tratamento de resíduos sólidos e efluentes líquidos e gasosos. • As despesas da exclusão social (demanda de serviços e geração de trabalho urbano). A metodologia emergética (ODUM, 1996) se propõe a medir todas as contribuições (moeda, massa, energia, informação) em termos equivalentes (emergia solar). Para tal, faz uso da Teoria de Sistemas, da Termodinâmica, da Biologia e de novos princípios do funcionamento de sistemas abertos que estão sendo propostos por diversos pesquisadores, entre eles o da hierarquia universal de energia e o da auto-organização e da maximização do fluxo de energia disponível no sistema, que se propõe ser uma propriedade termodinâmica (ODUM, 2000, 2002). Os fluxos de energia, insumos materiais e serviços podem estar expressos em diversas unidades, por exemplo: J/ano; kg/ano; $/ano. Para converter fluxos expressos em diferentes unidades para o mesmo tipo de energia, a metodologia de análise ecossistêmica e energética usa um fator de conversão de energia que nos diz quanta energia de um tipo é necessária para produzir uma unidade de outro tipo de energia. Os ecossistemas devem ser analisados energeticamente para calcular a eficiência na produção de cada recurso. Como os valores da eficiência ecossistêmica são muito pequenos, para reduzir erros, prefere-se, em vez de eficiências, usar seus valores inversos: as transformidades. Existe uma rede mundial de pesquisadores que calculam as transformidades dos recursos produzidos nos ecossistemas naturais e antrópicos. Os resultados deles são apresentados em livros e tabelas na Internet (ODUM, 1996; ORTEGA, 2002). Conceito de eficiência ecossistêmica ou termodinâmica: Eficiência ecossistêmica = Produto/despesas Eficiência ecossistêmica = Energia produzida/energia incorporada Eficiência ecossistêmica = (Energia produzida/emergia empregada). 263 Agroecologia: Princípios e Técnicas para uma Agricultura Orgânica Sustentável A transformidade é o valor inverso da eficiência ecossistêmica: Tr = Transformidade = Energia incorporada/energia produzida Emergia Em inglês, emergy, de embodied energy, seria a energia incorporada no processo de produção ou custo energético do recurso gerado, ou seja, “emergia é a energia necessária para se obter um produto”. Um termo mais geral para o produto de um ecossistema é recurso gerado, que pode ser expresso em termos da energia (J) ou de massa produzida (kg) e, como é um fluxo, costuma ser referido a uma área de produção (ha) e a um certo tempo de produção (ano). Por exemplo: 2000 kg de milho/ha/ano. Para se produzir qualquer coisa, é necessário usar insumos. Essas contribuições podem ser fornecidas pela natureza ou pelas atividades econômicas. A contabilidade dos insumos apresenta um problema: os fluxos estão em unidades diferentes. A solução é converter todos os insumos em termos de energia equivalente, no caso, a energia solar equivalente ou emergia. Na metodologia emergética, usa-se como medida de referência, o custo energético de produção de um recurso em joules (J) de energia solar. Para medir a radiação solar direta, usamos o joule de energia solar. Para qualquer outro recurso, devemos saber a quantidade equivalente de joules de energia solar (sej) que é necessária para produzir o recurso. Os fluxos de recursos podem ser convertidos em fluxos de energia solar equivalente ou, dito de maneira mais simples, em fluxos de emergia. Para conseguir essa transformação, usamos os fatores de conversão denominados transformidades. Cada recurso demanda uma quantidade característica de energia solar equivalente para sua produção, em outras palavras: cada recurso possui uma transformidade específica. Esses valores estão disponíveis em tabelas e fólios. Após a conversão, todos os fluxos estarão expressos na mesma unidade (sej). Isso nos permite somar e dividir fluxos. Podemos calcular a energia total necessária para a produção do recurso; agregar fluxos de acordo com certas características deles e obter indicadores valiosos (índices emergéticos). 264 O Conceito de Emergia e a Certificação Agroecológica com Visão Sistêmica Para expressar as energias dos insumos em termos de uma mesma energia, a metodologia emergética usa, como unidade de referência, a energia solar (joules). Observação: nas décadas de 1960 e de 1970, houve muita pesquisa no campo de análise energética dos sistemas produtivos devido à crise do petróleo. Na época, usava-se, como energia de referência, a energia necessária para produzir o recurso em termos de barris de petróleo. Por exemplo: a produção de 1000 kg de fertilizante nitrogenado demandava o uso de 500 barris de petróleo. Exemplo de cálculo da emergia de um produto Para calcular a energia agregada num lápis, devemos considerar a madeira, a tinta, o grafite, a mão-de-obra e outros serviços necessários na sua produção pelo ecossistema. Os fluxos desses materiais geralmente se expressam em unidades muito diversas: kg de madeira/lápis, kg de tinta/ lápis, J de grafite/lápis, J de trabalho/lápis, $ de serviços/lápis. Primeiramente, devemos conhecer o processo de produção de um lápis, para descobrir as quantidades empregadas de cada insumo (Fig. 4). Depois, para converter o fluxo de cada recurso em termos de seu valor equivalente em joules de energia solar (sej), usamos as transformidades cujos valores estão disponíveis em livros, manuais e artigos da literatura científica. Nesse caso, precisamos das transformidades da madeira, da tinta, do grafite, do trabalho humano e do dinheiro dos serviços. Esses valores podem estar expressos em: sej/J, sej/kg, sej/$. Feitas as conversões, os fluxos podem ser somados, pois estão expressos na mesma unidade. O somatório fornece o valor da energia solar necessária para produzir o lápis, ou emergia do lápis, usando-se joules de energia solar equivalentes como unidade (sej/lápis). Índices emergéticos de um sistema Quando a energia incorporada num processo é calculada em termos de energia solar equivalente, obtemos a emergia solar total, que foi incorporada no recurso (Y). 265 Agroecologia: Princípios e Técnicas para uma Agricultura Orgânica Sustentável R3 Recursos hídricos locais (gratuitos) R2 Elementos químicos da rocha e da atmosfera N = Energia não-renovável da natureza F = Feedback da economia ou retroalimentação (pode ser não-renovável) N Matéria orgânica do solo perdido por erosão F=M+S Matérias, bens, trabalho externo, serviços. Recursos hídricos regionais cobrados. Pagamentos R1 Energia solar acumulada: biodiversidade regional $ Investimento. Custeio Q $ Estoques Dinheiro internos de emergia Principal e juros ou lucro Interações R0 Energia solar direta: radiação, vento, chuva $ vendas Produto Ep = Energia do produto Ecossistema agroindustrial Energia degradada Energia renovável da natureza R = R0 + R1 + R2 + R3 Emergia incorporada Y=I+F Contribuição total da natureza I=R+N Fig. 4. Diagrama da agroindústria em forma resumida. Como sabemos, o valor da energia (J) ou da massa (kg) do produto (no caso, o lápis), podemos calcular sua transformidade (Tr) em diversas unidades: sej/J, sej/kg, sej/$. Tr em termos de energia: Emergia solar/Energia = sej/J Tr por unidade de massa: Emergia solar/Massa = sej/kg Tr por unidade monetária: Emergia solar/Dólar = sej/$ Na Fig. 4, as letras representam os seguintes fluxos: R = Recursos renováveis da natureza N = Recursos não-renováveis da natureza I = R + N = Contribuição total da natureza M = Materiais vindos das atividades humanas (economia urbana) 266 O Conceito de Emergia e a Certificação Agroecológica com Visão Sistêmica S = Serviços da economia (atividades humanas urbanas) F = M + S = Contribuição das atividades econômicas Y = I + F = Emergia total incorporada pelo sistema A seguir, apresentamos as fórmulas dos índices emergéticos. Sobre a sustentabilidade do empreendimento: % de Renovabilidade = (Emergias renováveis/Emergia total) x 100 %R = (R/Y) x 100 Medida da emergia líquida obtida da natureza pelo investimento realizado: Razão de emergia líquida = Emergia total/Emergia investida EYR = Y/F = (F+ I) / F = 1.0 + (I/F) Quanto de investimento econômico é necessário para realizar a produção: Razão de investimento = Emergia investida/Emergia capturada da natureza EIR = F/I Se houver benefício ou perda no intercâmbio de emergia com o mercado: Razão de intercâmbio = Emergia do produto/Emergia do dinheiro EER = Y / [(kg/ha.ano).($/kg).(sej/$)] Taxas de acumulação dos estoques internos: DQ/DT = (Qf - Qi) / (Tf - Ti) DQ/Q = (Qf - Qi) / Qi 267 Agroecologia: Princípios e Técnicas para uma Agricultura Orgânica Sustentável Para avaliar a qualidade de vida no sistema: Emergia / Pessoa Emergia / Área Pessoas / Área Para quantificar a contribuição da mão-de-obra familiar (local): LWR = Emergia da mão-de-obra local/ Emergia do trabalho humano Índices socioeconômicos: % de Rentabilidade = 100 x (Vendas – Custos) / Custos Investimento / Emprego Emprego / Área Questões complementares a serem consideradas As atividades de beneficiamento, transporte, distribuição e consumo de produtos rurais também causam impactos ambientais que precisam ser levados em conta. Os novos índices considerarão o ciclo de vida do produto e as externalidades. Veja as Fig. 5, 6 e 7. Cabe destacar entre esses impactos, a necessidade de área preservada (reservas florestais, terras em descanso, brejos) para que os ecossistemas possam se recompor e transformar biológica e fisicamente os resíduos gerados nas distintas etapas da cadeia de produção/consumo/reciclagem. Devem ser feitas pesquisas para estimar os custos das externalidades negativas (tratamento de efluentes, tratamento médico de trabalhadores intoxicados, custo da invalidez, custo de recuperação do ecossistema) bem como os benefícios das externalidades positivas ou multifuncionalidade (água infiltrada, controle biológico, fixação de dióxido de carbono, etc). Essa certificação agroecológica permitirá identificar o tipo de produtor rural, seu impacto ambiental, o custo real da produção, e os lucros por unidade de área e de unidade produtiva. 268 O Conceito de Emergia e a Certificação Agroecológica com Visão Sistêmica N Recursos nãorenováveis da natureza F=M+S Materiais e serviços R 123 Outros recursos renováveis da natureza Q Estoques internos R0 Energia solar direta: radiação, vento, chuva Investimento Custeio Pagamentos $ Dinheiro $ Dinheiro $ vendas Interações Ecossistema agrícola Produto agrícola Principal e juros ou lucro Ep = Energia do produto F=M+S $ N R123 Q Estoques internos $ Dinheiro Interações R0 Sistema urbano consumidor Q Residuos Er = Energia do resíduo F=M+S $ N R 123 Q Estoques internos interações R0 Ecossistema de tratamento Fig. 5. Impactos ambientais indiretos. 269 $ Dinheiro Biomassa e resíduos recicláveis Agroecologia: Princípios e Técnicas para uma Agricultura Orgânica Sustentável Materiais da ciclagem dióxido de carbono, minerais, etc Materiais e serviços da economia humana (baseada em recursos não renováveis) Recursos do desmatamento inicial Verba para recompor o sistema fiscalização das reservas de biota Pessoas Biodiversidade Recursos renováveis Desempregados pela mecanização Ecossistemas naturais Intoxicação por agrotóxicos Energia solar Recursos nãorenováveis Custos de capacitação e investimento para gerar empregos e serviços públicos urbanos Cidadãos qualificados Serviços ambientais Trat. médico da doença e recuperação Trabalhador rural Trabalho humano Técnicas ecológicas Solo Lavoura Fiscalização e aplicação da lei Erosão Processamento Produto Poluição Custos pagos pela empresa Efluentes tratados Ecossistema para absorver impacto Tratamento de efluentes Custos pagos pela sociedade Custo emergético total (F) : custo internalizado (F') e custo externo (F'') Fig. 6. Custos das externalidades negativas. Materiais da ciclagem biosférica dióxido de carbono, minerais, etc Contribuições da natureza não-renováveis Materiais e serviços Retorno econômico (potencial) $ $ N $ Perda do solo e da biota F1 Despesas $ $ Multas F2 Externalidades negativas R2 R1 Capital biológico Ecossistemas naturais e antrópicos Contribuições da natureza renováveis R = R1 + R2 I =R+N $ Vendas $ Produtos vendidos $ Sociedade Incentivos a multifuncionalidade $ F = F1 + F2 Y =I+F Serviços socioambientais (externalidades positivas) Fig. 7. Balanço integral das despesas e entradas. 270 Sociedade O Conceito de Emergia e a Certificação Agroecológica com Visão Sistêmica Referências ODUM, H. T. Emergy accounting. Disponível em: <http://www.unicamp.br/fea/ ortega/htodum/emergyaccount.htm>. Acesso em: 31 jun. 2002. ODUM, H. T. Emergy evaluation. Disponível em: <http://www.unicamp.br/fea/ ortega/agroecol/emergy.htm>. Acesso em: 01 jun. 2000. ODUM, H. T. 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