COMPARAÇÃO DOS BALANÇOS DE EMERGIA DE DOIS SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE LEITE

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1 COMPARAÇÃO DOS BALANÇOS DE EMERGIA DE DOIS SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE LEITE Daniel K. Wada, Enrique Ortega RESUMO O objetivo deste trabalho foi aprofundar a eperiência de avaliação de sistemas de produção de leite da Flórida (LaPuma & Brown, 1996) e do Brasil (Comar & Ortega, 1996) para realizar uma discussão sobre seus relativos méritos e deficiências e propor uma abordagem melhor e mais completa. INTRODUÇÃO Interessa-nos descobrir como funciona o sistema agrário brasileiro, tanto no que se refere à produção agrícola quanto à pecuária. Este trabalho pretende ser o modelo para analisar outros sistemas pecuários do Brasil. O Brasil tem um rebanho bovino de leite formado por aproimadamente cabeças. Desse total cerca de são vacas em lactação, produzindo um total de 20,025 bilhões de litros de leite/, com uma média diária de 3,83 litros por vaca (Milkbizz, 1996). A área ocupada pelo gado leiteiro é de aproimadamente 20 milhões de hectares (FNP, 1996). O Brasil não chega a produzir 15% do leite e 20% da carne do mundo, sendo que possui 55% do rebanho bovino mundial. Isso é decorrente do uso de tecnologia intermediária (Athiê, 1988). A análise emergética é particularmente adequada para analisar as perspectivas dos produtores de leite do país em relação ao Mercado Comum do Cone Sul (Mercosul).Comparativamente, a produção de leite por vaca/ alcança litros na Argentina e litros no Uruguai (Meireles, 1996), contra 945 litros no Brasil. Aliando a isso condições de solo e clima favoráveis e medidas econômicas adequadas, os produtores de leite argentinos e uruguaios conseguem produzir a custos bem inferiores aos dos produtores brasileiros. São 20 centavos de dólar por litro no Brasil contra 13 centavos na Argentina e 12 centavos no Uruguai (Meireles, 1996). Eiste o risco de se competir, em mercado aberto, com produtores de regiões que dispõem de recursos naturais mais favoráveis e, portanto, de menores custos. A análise permitirá, quando aplicada ao conjunto de modelos representativos do espaço econômico considerado, propor medidas que possibilitem a colaboração entre produtores, bem como a subsistência e modificação das empresas localizadas em regiões menos competitivas, como seria o caso da região de Botucatu. MATERIAIS E MÉTODOS Usamos basicamente os resultados de dois trabalhos: 1. O projeto Transformity Analysis for Dairy Milk, do aluno Peter T. LaPuma, realizado para a disciplina Emergy Analysis (EES5306), no Departamento de Engenharia Ambiental da Universidade da Flórida, na primavera de A disciplina estava a cargo dos professores M. T. Brown e H. T. Odum. 2. O teto completo do trabalho Avaliação Emergética da Produção de Leite de uma Fazenda Típica no Município de Botucatu, de Vito Comar e Enrique Ortega, cujo resumo faz parte dos Anais do III Congresso Brasileiro de Ecologia, Brasília,

2 Os referidos trabalhos continham: diagrama de fluos de energia, tabela do balanço dos fluos de emergia, índices emergéticos e referência de cálculo. A partir desses materiais, e baseados numa eperiência de cálculo que está se desenvolvendo no Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada (LEIA, UNICAMP), graças aos estudos desenvolvidos na região de Botucatu e à análise da evolução dos métodos de avaliação emergética de sistemas de produção de milho (Lanzotti e Ortega, 1998), pudemos elaborar uma proposta mais completa do diagrama de fluos emergéticos para a produção de leite em Botucatu, construir a tabela dos fluos de emergia, calcular a transformidade do leite e outros subprodutos e os índices emergéticos do sistema estudado. RESULTADOS E DISCUSSÃO Tabela 1 - Avaliação Emergética de um sítio (50 ha) produtor de leite, Botucatu/SP (1997). Anot Item Unid Unid./ Transformidade Ref Emergia % total se/unid. Solar de Energia CONTRIBUIÇÃO AMBIENTAL ( I=N+R; R: renovável, N: não renovável) A01 Potencial químico da chuva ( R ) 3,71E+12 1,50E+04 R1 5,56E+16 23,43% A02 Água captada do córrego ( N ) 1,26E+10 4,11E+04 R1 5,18E+14 0,22% A03 Perda de solo no seu uso ( N ) 5,20E+10 6,30E+04 R1 3,27E+15 1,36% soma dos recursos naturais renováveis ( R ) 5,56E+16 23,43% soma dos recursos naturais não renováveis ( N ) 3,79E+15 1,58% soma das contribuições emergéticas ambientais ( I ) 6,00E+16 25,00% CONTRIBUIÇÃO DA SOCIEDADE URBANA (F=M+S) A04 Calcário em pasto g 7,74E+06 2,63E+09 R1 2,04E+16 8,48% Operações na Produção 6,50E+16 27,07% A05 Combustíveis 3,61E+10 5,30E+04 R1 1,91E+15 0,80% A06 Maquinários 2,30E+03 6,08E+12 R1 1,40E+16 5,81% A07 Ração 2,58E+03 6,08E+12 R1 1,57E+16 6,52% A08 Tração animal 2,30E+09 1,46E+05 R1 3,36E+14 0,14% A09 Gado 1,64E+10 1,72E+06 R1 2,82E+16 11,75% A10 Mão-de-obra 1,83E+10 6,50E+05 R1 1,24E+16 5,14% A11 Eletricidade 1,43E+10 2,00E+05 R1 2,85E+15 1,19% Administração 5,36E+15 2,23% A12 Trato do gado 8,82E+02 6,08E+12 R1 5,36E+15 2,23% Bens 7,91E+16 32,93% A13 Bens de consumo 6,93E+03 6,08E+12 R1 4,21E+16 17,55% A14 Bens / 6,08E+03 6,08E+12 R1 3,69E+16 15,38% Total dos bens provenientes da economia urbana (M) 1,62E+17 67,62% Total dos serviços e mão-de-obra (S) 1,77E+16 7,38% Total das contribuições humanas (F) 1,80E+17 75,00% PRODUÇÃO DO ECOSSISTEMA (Y) 2,40E+17 A15 Leite 1,14E+11 2,04E+06 2,40E ,00% A16 Carne 1,64E+10 1,42E+07 2,40E+17 2

3 Fertilizantes (N,P,K) Sementes Combustível Água Ração balanceada animal Vacas jovens Eletricidade Outros insumos industriais (lub.,deterg.,etc) Embalagem Governo informações políticas, técnicas, culturais etc. impostos Serviços (transp.,veter., inseminação, etc); Administração e Mão de obra taa de juros depreciação solo bens da fazenda bens da indústria leiteira principal juros lucros proprietários, acionistas, bancos etc. Chuva investimento capital de giro ecretas resíduos milho colheita fermentação silos alimentação vacas ordenha processamento leite frio leite Vento pasto resíduos líquidos esterco terneiros e vacas velhas tratamento terneiros vacas velhas esterco met resíduos líquidos Sol Figura 1 - Diagrama de fluos de energia para a produção de leite em Botucatu/SP. 3

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5 MEMORIAL DE CÁLCULO DO SISTEMA DE BOTUCATU CONTRIBUIÇÃO AMBIENTAL A01. Potencial químico da chuva: (área fazenda).(média da precipitação).(g) = 1. 5m m kg ha = 3. 71E12 m 2. ha m 3 kg A02. Água usada (animais e consumo geral) 50 lit 3000 lit 365 dias 80 animais + animal.dia dia 1kg 1lit 4.94E03 1kg = 1.26E10 A03. Perda do solo por uso em culturas e vegetação (total) = t/ t 1.00E06 g 0.07 gmo 3.6Kcal 4186 = 5.20E10 t gsolo g kcal INSUMOS A04. Calcário para pasto 2t 1.00E06 g ha = 7.74E06 ha.7s t g OPERAÇÕES NA PRODUÇÃO A05. Combustíveis usados hrs. trator 7.5lit hr A06. Maquinários: aluguel de trator e mão-de-obra hr R = 2.30E03 hr R A07. Ração 4.40E10 t 1t 1.00E03 lit = 3.61E10 Farelinho de trigo (30 kg)+ farelo de algodão (50 kg)+ sal grosso (25 kg) + mistura mineral 30 sacas mês 12 meses R4.60 saca 1.05 R + 6sacas mês = 2.58E03 R8.52 saca + 4sacas mês R3.20 saca + 1mistura mês R2.30 A08. Tração animal 4.5 hrs 365 dias 7.00E05 2 animais = 2.30E09 animal.dia hr 5

6 A09. Gado: (peso)(número de animais adultos)(10 s vida)= 350kg 80 animais 0,2PS 7kcal g = 1.64E10 10 s animal g kcal kg A10. Mão-de-obra Estimativa inicial 9hrs 365 dias 4.6E09 1 pessoa = 7.56E09 dia 2000 hrs pessoa. Cálculos refeitos com base no consumo familiar de um trabalhador rural nos EUA dias X( consumofamiliar dos EUA ) = X 500E06 X = 1. 9E dia ELETRICIDADE A11. Eletricidade 330kWh 12 meses mês ADMINISTRAÇÃO 860 kcal kwh 4186 kcal = 1.43E10 A12. Trato do gado Despesas com veterinário, medicamentos, vacinas = 8.82E02 / BENS A13. Bens de consumo, manutenção R = 6.93E03 R A14. Bens por = bens da fazenda divididos por 20 s Bens: propriedade + casa + curral + cercas, etc. (100000) + (15000) + (4000) + (2500) = 6.08E03 20 s PRODUÇÃO DE LEITE A15. Leite 120 litros dia 365 dias 1. 14E11 1 = 2. 28E09 50ha kcal g ha kcal 1000 g litro = 1.14E11 6

7 Tabela 2 - Avaliação Emergética da produção de leite da fazenda Belda, Tampa, Flórida. Anot Item Unid Unid./ Transformidade Ref Emergia % total se/unid. solar de Energia CONTRIBUIÇÃO AMBIENTAL ( I=N+R; R: renovável, N: não renovável) B01 Energia solar (R) 1,42E+17 1,00E+00 R1 1,42E+17 0,19% B02 Água da chuva evaporada (R) 1,50E+14 1,50E+04 R1 2,25E+18 3,06% B03 Água usada (N) 1,87E+13 4,10E+04 R1 7,66E+17 1,04% soma recursos naturais renováveis ( R ) 2,39E+18 3,25% soma recursos naturais não renováveis (N) 7,66E+17 1,04% soma das contribuições emergéticas ambientais ( I ) 3,16E+18 4,29% CONTRIBUIÇÃO DA SOCIEDADE URBANA (F=M+S) B04 Combustível para produção 2,77E+10 6,60E+04 R1 1,83E+15 0,00% B08 Combustível/ processamento. 2,93E+10 6,60E+04 R1 1,94E+15 0,00% Combustível total 3,76E+15 0,01% B05 Eletricidade para produção 2,71E+12 2,00E+05 R1 5,42E+17 0,74% B09 Eletricidade/ processamento. 1,44E+10 2,00E+05 R1 2,88E+15 0,00% Eletricidade total 5,45E+17 0,74% B06 Fertilizante g 2,10E+09 5,55E+09 R1 1,17E+19 15,83% B12 Ração t 3,54E+04 9,35E+13 R1 3,31E+18 4,50% B13 Vacas 1,79E+12 1,72E+06 R1 3,08E+18 4,18% B07 Bens/serviços da fazenda 2,94E+07 1,40E+12 R1 4,12E+19 55,91% B10 Bens/serviços processamento. 7,65E+06 1,40E+12 R1 1,07E+19 14,55% Total dos bens provenientes da economia urbana (M) 1,86E+19 25,25% Total dos serviços e mão-de-obra (S) Total das contribuições humanas (F) 5,19E+19 70,46% 7,05E+19 95,71% PRODUÇÃO DO ECOSSISTEMA (Y) 7,36E+19 B11 Leite processado 2,53E+14 2,91E+05 7,36E ,00% B14 Carne 1,79E+12 4,11E+07 7,36E+19 7

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9 Fertilizantes (N,P,K) Sementes Combustível Água Ração balanceada animal Vacas jovens Eletricidade Outros insumos industriais (lub.,deterg.,etc) Embalagem Governo informações políticas, técnicas, culturais etc. impostos Serviços (transp.,veter., inseminação, etc); Administração e Mão de obra taa de juros depreciação Chuva solo bens da fazenda bens da indústria leiteira principal juros lucros proprietários, acionistas, bancos etc resíduos investimento capital de giro Vento pasto colheita secagem feno alimentação vacas ordenha processamento leite frio leite Sol resíduos líquidos esterco terneiros e vacas velhas tratamento terneiros vacas velhas esterco met resíduos líquidos Figura 2 - Diagrama de fluos de energia para a produção de leite em Flórida, EUA. 9

10 MEMORIAL DE CÁLCULO DA FAZENDA BELDA, FLÓRIDA/EUA Cálculos relativos à área total da fazenda (5900 acres ou 2390 ha) que contém vacas PRODUÇÃO DE LEITE B01. Emergia solar (área baseada no uso de ração) 5. 95E13 ha ha acre 5900 acres = 1. 42E17 B02. Água da chuva evaporada (área da fazenda)(média da precipitação)(g)= 40500m m k g 5900 acres = 1. 50E14 acre m 2. kg m 3 B03. Total de água usada 175gal 8.3lb 15695vacas vaca.dia gal B04. Combustível para produção de leite gal 1.3E gal B05. Eletricidade (fazenda) 454g lb = 2.77E10 365dias 4.94 g = 1.87E kwh kcal kwh 4186 kcal = 2.71E12 B06. Fertilizante vaca B07. Bens e Serviços da Fazenda 2.94E07 / ton 9.07E05 g 15965vacas 200 ton PROCESSAMENTO DE LEITE B08. Combustível para processamento de leite 255 gal 1.3E gal = 2.93E10 B09. Eletricidade para processamento de leite = 2.10E09 g 10

11 2805 kwh kcal kwh 4186 kcal = 1.44E10 B10. Bens e Serviços 7.65E06 / ESTOQUES B11. Leite processado gal 365 dias l = dia 2390 ha gal litros ha litros 625kcal 4186 = 2. 53E14 litro kcal B12. Ração 12. 4lb vacas 365 dias kg kg = vaca.dia 2390 ha 2lb ha. B13. Vacas vacas vacas = ha ha B14: Carne 15695vacas 10s 16.5arrobas vaca 15kg 5000kcal 0,22orgânico arroba kg 4186 kcal = 1.79E12 11

12 ANÁLISE Analisaremos os dados, primeiramente, através da comparação dos gráficos referentes à participação percentual de cada fonte de emergia na produção de leite. Deve se observar que no caso da fazenda Belda (Flórida), ecluiu-se os itens B08, B09 e B10 (combustível, eletricidade e bens e serviços do processamento) para que a comparação pudesse ser feita entre a produção de leite cru. Gráfico: Botucatu Gráfico: Flórida bens e serviços 41% eletricidade 1% gado 12% chuva 23% ração 7% perda de solo 1% calcário 9% combustíveis 1% bens e serviços 65% chuva 4% água utilizada 1% ração 5% gado 5% eletricidade 1% fertilizantes 19% Tabela 3 - Emergia total/hectare, por fatores (entre parênteses em %). Fatores Brasil (Botucatu) E14 EUA (Flórida) E14 Chuva 11,3 (23,4) 9,4 (03,6) Água utilizada 0,1 (00,2) 3,2 (01,2) Perda de solo 0,7 (01,4) - Fertilizantes - Esterco - 49,0 (18,5) Calcário 4,1 (08,5) - Combustíveis 0,4 (00,8) 0,1 (0,003) Ração 3,2 (06,5) 13,8 (05,3) Tração animal 0,1 (00,1) - Gado 1,1 (11,8) 12,9 (04,9) Eletricidade 0,6 (01,2) 2,3 (00,9) Bens/serviços da fazenda 18,9 (40,9) 172,4 (65,4) Total 48,0 (100,0) 263,2 (100,0) Comparação de índices emergéticos conforme o diagrama abaio, estando os dados referenciados por hectare e por e devendo ser multiplicados pelo fator E15 para obter o valor real. 12

13 Botucatu Flórida RN = recursos renováveis TA = trabalho do ambiente ELNR = estoque local não renovável UE = uso econômico M = materiais, bens e combustíveis S = serviços e mão-de-obra Tabela de índices emergéticos por hectare, por : Brasil (Botucatu) EUA (Flórida) Produção Litros leite Transformidade (emergia /energia da produção) Tr = (I+F) / VC 21, , Razão de produção / emergia EYR = Y / F 1,33 1,05 Razão de investimento / emergia EIR = F / I 3,00 18,92 Razão de carga ambiental ELR = (N+F) / R 3,27 25,30 Porcentagem de energia renovável %R = R / Y 0,23 0,04 Razão não renovável/renovável NRR = (N+M) / R 2,95 8,09 Razão de serviço / emergia ESR = S / I 0,30 13,03 Razão de serviço / estoques RSR = S / (I+M) 0,08 1,89 Comparação entre a Fazenda Belda e o Sítio de Botucatu. Observa-se, pelos gráficos, que a produção de leite na fazenda Belda dispõe de menos água da chuva. Para compensar essa falta, usa água para irrigação. Também emprega muito mais insumos: fertilizantes, ração, eletricidade e bens e serviços. Em outras palavras, a produção do leite na Flórida demanda muitos insumos provenientes da economia em relação ao aporte da natureza. 13

14 Em razão disso, a fazenda da Flórida tem uma produtividade muito maior (42 vezes mais), em termos de litros de leite por área. Em termos de densidade emergética por área é cinco vezes maior, por isso a transformidade do leite da Flórida é cerca de oito vezes menor que a de Botucatu. Contudo, os índices EIR, ESR, ELR, RSR e NRR são muito maiores para a fazenda na Flórida. Isso indica que o uso de fontes de energia não renováveis em relação às renováveis é elevado na Flórida e menor em Botucatu, o que a longo prazo indica a insustentabilidade do atual sistema de produção, se ampliado como padrão para uma dada região, no caso o estado da Flórida. Análise crítica Na análise emergética de produção de leite em Botucatu não se computou o uso de fertilizantes (somente de calcário), supõe-se que o esterco do sítio fornece nutrientes ao solo. Na análise da Flórida não se computou a perda de solo. Em ambos os casos não foi possível conseguir dados relativos à entrada de bezerros e saída de vacas velhas para manutenção do rebanho. Porém, fizemos uma estimativa dessa produção e a colocamos nas tabelas de fluos de emergia. Também, em ambos os casos, não houve dados relativos à manutenção e depreciação dos equipamentos e edificações. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES A abordagem foi feita considerando-se o mercado local e micro-regional. No futuro a análise poderá considerar mercados fora da região de produção, e a competição de produtos de outras regiões, incluindo, portanto, o custo de transporte, infra-estrutura e impostos variáveis. Quanto à organização, esta análise foi feita para o sistema do produtor individual. Seria interessante uma análise comparativa ao nível das cooperativas e associações de produtores, observando-se o grau de sinergia e eficiência da produção. Esperamos que este estudo dê origem a outros estudos mais detalhados, abordando aspectos tais como a perda de nutrientes do solo, que consideramos não serem completamente repostos pelo uso de esterco nos sítios em Botucatu. AGRADECIMENTOS Agradecemos o valioso conteúdo do material Transformity Analysis for Dairy Milk cedido para uso do Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada (LEIA), da FEA Unicamp, graças à cortesia do Dr. Mark T. Brown. Agradecemos à colaboração da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), através do Centro Nacional de Pesquisa de Gado de Leite CNPGL, que nos forneceu valiosas informações. Este projeto contou com o apoio do Programa Reenge (Reestruturação do Ensino de Engenharia) da FINEP-FEA-Unicamp. 14

15 BIBLIOGRAFIA 1. COMAR, V. & ORTEGA, E. Avaliação emergética da produção de leite de uma fazenda típica no município de Botucatu, Anais do III Congresso Brasileiro de Ecologia, UnB, Brasília, LAPUMA, P.T. Transformity Analysis for Dairy Milk, Flórida, ODUM, H.T. Environmental Accounting. ohn Wiley, New York, Anuário Milkbizz,(1996). Rua Bento Freitas, 162, cj. 501, CEP São Paulo, SP. 5. FNP, Consultoria e Com. Anualpec, Anuário da Pecuária Brasileira,1996. Rua Dr. Eduardo de Souza Aranha, 153, 2 o andar, CEP São Paulo, SP. 6. MEIRELES, A..): A desrazão laticinista. Cultura Editores Associados, São Paulo, ATHIÊ, F. Gado leiteiro uma proposta adequada de manejo. Nobel, São Paulo,