Balanço energético da cultura da mandioca. Diones Assis Salla

Transcrição

1 Balanço energético da cultura da mandioca Diones Assis Salla

2 Definição de Emergia Emergia é toda a energia necessária para um ecossistema produzir um recurso (energia, material, serviço da natureza, serviço humano). (ODUM, 1998) Sinônimos: energia incorporada; memória energética; Obs: Convém discutir essa idéia com outras pessoas para que elas comecem a acostumarse com os novos conceitos de contabilidade sócio-ambiental (ODUM, 2001).

3 Resumos de Ortega (2001) Atrás do conceito de emergia há uma visão científica diferente que privilegia a percepção de um todo orgânico e não a visão microscópica reducionista vigente na ciência convencional. A ciência convencional prima pelo método analítico: processos isolados, sem interesse em discutir seu contexto espacial, temporal, social e ambiental. Esse tipo de conhecimento pode ser profundo, porém, ao mesmo tempo é restrito e atrelado aos valores econômicos vigentes. A visão sistêmica pode constituir-se em um novo paradigma cientifico mas para conseguir isso há um longo e difícil caminho pela frente, porém, necessário.

4 ENVOLVIMENTO DE MACRONUTRIENTES NO CULTIVO DA MANDIOCA, CANA-DE-AÇÚCAR E MILHO Nutrientes Extraidos do Agroecossistema K g E x tr a í d o s N P K Ca Mg S Kg Total Nutriente x ha kg 619 kg 546 kg Cana (Kg) Milho (Kg) Mandioca (Kg) Fonte: Salla e Cabello (2006)

5 Nutrientes Exportados do Agroecossistema K g E x p o r t a d o s N P K Ca Mg S Kg Total Nutriente x ha kg 268 kg 219 kg Cana (Kg) Milho (Kg) Mandioca (Kg) Fonte: Salla e Cabello (2006)

6 Percentual Exportados Nutrientes exportados do agroecossistema 54% 43% 32,5% N P K Ca Mg S % Medio Nutrientes x ha -1 Cana (%) Milho (%) Mandioca (%)

7 Nutrientes Devolvidos ao Agroecossistema K g D e v o l v i d o s kg 351 kg 251 kg N P K Ca Mg S Total Nutriente x ha-1 Cana (%) Milho (%) Mandioca (%) Fonte: Salla e Cabello (2006)

8 700 Nutrientes extraídos, reciclados e exportados do Agroecossistema 600 Total em Kg Extração Reciclagem Exportação Nutriente x ha -1 Cana (%) Milho (%) Mandioca (%)

9 Demonstrativo das biomassas mandioca, milho e cana-de-açúcar na produção de etanol COMPONENTE Mandioca Milho Cana-deaçúcar Produtividade agrícola (t x ha -1 x ano -1 ) Açúcares fermentescíveis totais (%) Produtividade de açucares (t x ha -1 x ano -1 ) Conversão em etanol (m 3 x t açúcar -1 )(f=0,46433) Produtividade de etanol (m 3 x ha -1 x ano -1 ) Fonte: Salla e Cabello (2006) 40,0 9,1 100,0 35,0 56,0 14,0 14,0 5,1 14,0 0,59 0,59 0,59 8,26 3,01 8,26

10 BALANÇO ENERGÉTICO DOS MACRONUTRIENTES NO AGROECOSSISTEMA COM RELAÇÃO AO ETANOL PRODUZIDO CULTIVO Extrai (MJ ha -1 ) Exporta (MJ ha -1 ) Recicla (MJ ha -1 ) Etanol (MJ ha -1 ) Balanço Energético Cana , , , ,9 21,9 Milho , , , ,2 5,6 Mandioca , , , ,9 30,1

11 1000 kg de Raízes Limpas e Frescas de Mandioca 620 kg Água 330 kg Amido 50 kg Outros Desintegração das Raízes kg de Água Preparo do Mosto (Diluição) kg de Solução de Açúcar Insumos Liquefação/Sacarificação kg Água 323 kg Açúcar 20 kg Açúcar 37 kg Outros Dissipação de 156 kg Fermentação kg de Mosto 2 kg de Água 154 kg CO kg Água 174 kg Etanol 52 kg Outros kg de Efluentes Kg Água 52 kg Outros Destilação 174 kg Etanol 95,6 GL 8 kg Água Desidratação 166 kg Etanol 99,5 GL 210,6 Litros Etanol 99,5 GL

12 Prospecção dos dados Etapas de produção agronômica da mandioca, da cana-deaçúcar e do milho Preparo de área Plantio, Condução de lavoura, Colheita Transporte externo até a indústria Insumos Drenagem energética (depreciação energética) Etapas do processamento industrial da mandioca, da canade-açúcar e do milho Desintegração/moagem Hidrólise/sacarificação/tratamento do caldo Fermentação Destilação Manutenção

13 PESQUISA DE CAMPO Estimativa de produção de etanol, a partir da produtividade média encontrada na região do Paranapanema COMPONENTE Mandioca Milho Cana-deaçúcar Produtividade agrícola (t/ha.ano) 33,0 6,0 85,0 Açúcares fermentescíveis totais (%) 33,0 56,0 14,5 Produtividade em açúcares (t/ha.ano) 10,5 3,36 12,3 Conversão etanol (m 3 /t açúcar) (f.o,46) 0,59 0,59 0,59 Produtividade etanol (m 3 /ha.ano) 6,2 1,98 7,2

14 Demonstrativo do custo energético para a produção de um hectare da matéria-prima OPERAÇÕES Cana-de-açúcar Mandioca Milho Preparo da área 722, ,13 762,97 Plantio 329,10 487,10 423,62 Insumos 7.239, , ,29 Condução da lavoura 1.922,35 862, ,08 Colheita 1.900, ,34 609,60 Transporte até a indústria 1.729,60 670,56 185,28 Drenagem energética 527,70 431,00 250,00 Total do consumo (MJ ha -1 ) , , ,83

15 Demonstrativo do custo energético para produção de um hectare da matéria-prima Investimento energético para produção da matéria-prima MJ / ha Preparo da área P lantio Insumo s Co ndução da lavoura Co lheita Transpo rte à Industria Drenagem energética Cana-de-açúcar ,90 Mandioca 9.528,33 Milho ,83

16 Custo energético para produzir um litro de etanol nas principais operações agronômicas de produção da matéria-prima OPERAÇÕES Cana-de-açúcar (1,99 MJ) Mandioca (1,54 MJ) Milho (7,9 MJ) Preparo de área 0,10 0,27 0,39 Plantio 0,05 0,08 0,21 Insumos 1,00 0,55 6,12 Condução da lavoura 0,27 0,14 0,65 Colheita 0,26 0,33 0,31 Transporte a Indústria 0,24 0,11 0,09 Drenagem energética 0,07 0,07 0,13 Custo energético (MJ l -1 ) 1,99 1,54 7,90

17 Custo energético por litro de etanol nas principais operações agronômicas de produção da matéria-prima 7 Custo energético na produção agronômica da matéria-prima por litro de etanol produzido M J / L itro Preparo da área Plantio Insumos Condução da lavoura Colheita Transporte à Industria Drenagem energética Cana-de-açúcar 1,99 MJ Mandioca 1,54 MJ Milho 7,9 MJ

18 Custo energético para o processamento industrial de um hectare de matéria-prima Operação industrial (MJ ha -1 ) Cana-de-açúcar Mandioca Milho Desintegração/moagem 5.258, , ,94 Hidrólise/sacarificação/ Tratamento do caldo , , ,12 Fermentação 31,93 98,81 107,79 Destilação , , ,29 Manutenção 42,09 26,83 4,20 Consumo industrial (MJ ha -1 ) , , ,34

19 Demonstrativo do custo energético para o processamento de um hectare de matéria-prima Investimento energético para o processamento industrial da matéria-prima M J / ha Desint./moag Hid./sac./Trat. Fermentação Destilação Manutenção Cana ,21 Mandioca ,09 Milho ,34

20 Custo energético por litro de etanol nas principais operações industriais de processamento da matériaprima Operação Industrial (MJ L -1 ) Cana-de-açúcar Mandioca Milho Desintegração /moagem 0,73 0,22 0,74 Hidrólise /sacarificação /Tratamento do caldo 13,93 6,67 5,91 Fermentação 0,00 0,02 0,05 Destilação 4,71 4,85 5,06 Manutenção 0,01 0,00 0,00 Custo energético (MJ L -1 ) 19,38 MJ 11,76 MJ 11,76 MJ

21 Custo energético por litro de etanol nas principais operações industriais de processamento da matéria-prima Cu sto in d u strial / litro Custo energético no processamento industrial da matéria-prima por litro de etanol produzido Desint./moag Hid./sac./Trat. Fermentação Destilação Manutenção Cana-de-açúcar 19,38 MJ Mandioca 11,76 MJ Milho 11,76 MJ

22 Envolvimento energético na produção e no processamento de um hectare da matéria-prima para a produção de etanol M J / h a Energia dos insumos investidos e do etanol produzido (100%) no Médio Paranapanema , , , , , ,50 0 Consumo de produçao/processamento Produçao de etanol Cana Mandioca Milho

23 Envolvimento energético na produção e no processamento industrial de um hectare de matéria-prima, sem computar o custo energético da cana-de-açúcar nas etapas de tratamento do caldo e da destilação M J / h a Energia investida na produção/processamento da matéria-prima e a energia obtida no etanol , , , , , ,50 Consumo de produçao/processamento Produçao de etanol Cana Mandioca Milho

24 Balanço Energético Demonstrativo do custo agronômico/industrial e o balanço energético do etanol ITENS Cana-deaçúcar (MJ) Mandioca (MJ) Milho (MJ) Custo agronômico por litro 1,99 1,54 7,89 Custo industrial por litro 19,38 11,76 11,76 Custo Total (industrial/agronômico) 21,37 13,3 19,65 Energia em um litro de etanol 23, , , 575 Balanço energético 1,09 1,76 1,19

25 Balanço Energético Demonstrativo do custo agronômico/industrial e o balanço energético do etanol 25 Custo agronômico e industrial para a obtenção do etanol e o balanço energético 20 MJ / Litro , ,19 1,09 Custo agr./litro Custo ind./litro Custo Total Energ./litro Balanço energ. Cana-de-açúcar (MJ) Mandioca (MJ) Milho (MJ)

26 Destino da vinhaça de mandioca

27 Destino do vinhoto de cana

28 Ensaios sobre a redução e o aumento da energia investida nos insumos, a partir dos dados fornecidos pela pesquisa Produtividade da Matéria-prima Cana-de-açúcar Mandioca Milho Reduzindo a produtividade em 75% 0,99 1,47 0,95 Reduzindo a produtividade em 50% 1,06 1,65 1,09 Reduzindo a produtividade em 25% 1,08 1,72 1,16 Produtividade atual (100%) 1,09 1,76 1,19 Aumentando a produtividade em 25% 1,1 1,78 1,21 Aumentando a produtividade em 50% 1,11 1,8 1,22 Aumentando a produtividade em 75% 1,11 1,81 1,23

29 Ensaios Balanço energético em função da ampliação e da redução da produtividade agrícola da matéria-prima 2 MJ Obtidos / MJ Investidos 1,75 1,5 1,25 1 Produção de base familiar 1,47 0,99 0,95 1,76 1,19 1,81 1,23 1,09 1,11 0,75 Red. 75% Red. 50% Red. 25% Atual 100% Aum. 25% Aum. 50% Aum. 75% Cana-de-açúcar Mandioca Milho