1

Avaliação emergética da produção de biomassa de

aguapé e da produção industrial de bio-óleo e carvão

Luz Selene Buller

Orientação: Prof. Dr. Enrique OrtegaCo-orientação: Dr. Ivan Bergier

LEIA

2

Avaliar e discutir qual é o nível de colheita sustentável do aguapé considerando suas funções ecossistêmicas.

Realizar a avaliação emergética do sistema natural de produção de aguapé e do processo produtivo de bio-óleo e carvão por pirólise rápida em ausência de oxigênio.

Objetivos

3

Sol

N, P, C

Ar

CO2 O2

Ilhas flutuantes

Mão-de-obra

Colheita

(*)

Pulso de inundação

Crescimento de vegetação aquática nas baías, vazantes e margens dos rios do Pantanal

Rio Paraguai Transporte no rio

Ilhas flut. e fauna

Detritos

Vento, O2,declividade

Transporteno rio Paraguai

Cadeia trófica das ilhas flutuantes, senescência e decomposição no rio Paraguai

$

$Materiais ServiçosInfra

Estrutura

Bio-óleo

$

$

Processo de Pirólise

Rápida de Biomassa

Pirólise rápida de biomassa

Biomassa (*)

Sedimento

MO dec

Molus-cos

Caran-guejos

Aves

PeixesBentos

Finos de Carvão

Insetos

Répteis

Vegetação aquática

Ilhas flutuantes

CH4

On- off

G1

Pesca

Mão-de-obra

RépteisAves

Peixes

Biodiversi-dade

Sedimen-to

Vento

Chuva

Lençol freático e

rio

Fluxo do rio

Recarga de aquífero

4

Área de estudo

Delimitada por Souza et al., 2010

Total: 17948,5 km²

5

Modelo sistêmico da produção de biomassa

Sol

NutrientesColuna d’água

N

Pulso de Inundação

Crescimento do aguapé na área de estudo do Pantanal

Escoamentode camalotes

no rio Paraguai

AguapéQ1

J

R

K0*R*N

K1*R*N

Nutrientes N1

Nutrientes N2

Peixes

JacarésInsetos

Aves

DetritosD

K4*D

K2*Q1

K3*Q1

K5*C

Área delimitada: 17948,5 km2

C

Biodiversidaderegional

Fluxo de águano rio Paraguai

Biomassa aguapé da região à

montante

Metano

6

Equações diferenciais do modelo

Variável de estado Fluxos de entrada

Fluxos de saída

Coeficientes Equação diferencial

Q1 (Biomassa de aguapé)

k1*R*N k2*Q1 k3*Q1

k1, k2 e k3 dQ1/dt= k1*R*N - k2*Q1 - k3*Q1

D (Detritos compostos por biomassa senescente)

k2*Q1

k4*D

k2 e k4 dD/dt = k2*Q1 - k4*D

N (Nutrientes na coluna de água)

N1, k4*D e k5*C

k1*R*N k1, k4 e k5 dN/dt = N1 + k4*D + k5*C - k1*R*N

Para construir um programa para a simulação do sistema em estudo, devem-se obter os valores dos estoques (variáveis de estado) e dos fluxos.

7

Dados para a modelagem da produção de biomassa

Análise da cobertura vegetal por imagens de satélite para um período de 17 anos realizada por Souza et al. (2010) que indica a ocupação territorial coberta por macrófitas em relação à altura do rio Paraguai em Ladário.

Carga de fósforo nos rios da área de estudo (resumos Congresso de Ecologia Brasileira: Mármora et al., 2005; Moreira et al., 2007 e Silva et al., 2007).

Estimativa da exportação de camalotes em Corumbá realizada por Ramires (1993).

8

Quantidade de biomassa de aguapé

Sol

NutrientesColuna d’água

NAguapé

Q1

J

R

Sol

NutrientesColuna d’água

NAguapé

Q1

J

R

K0*R*N

K1*R*N

A quantidade de biomassa produzida sazonalmente na área de estudo foi determinada utilizando-se a equação 1.

dagAoctotalQag *%*

(Equação 1)

9

Os valores considerados para o cálculo da quantidade de biomassa de aguapé na área delimitada foram:

Aoctotal, área ocupada por macrófitas em unidade de área = valores em km² (Souza et al., 2010)

%ag, percentual de aguapé contido no total de vegetação aquática = 70% (Castro et al., 2010)

d, a densidade mássica do aguapé em unidade de massa seca por unidade de área = 2,1 kg MS.m-2 (Vianna et al., 2010)

Quantidade de biomassa de aguapé

10

Variação sazonal de biomassa de aguapé

A curva de produção sazonal foi aproximada por uma senoidal utilizando a equação 2 (Odum &Odum, 2000).

f

tsenoRVY *28,6*

(Equação 2)

Y é uma função senoidal ou f(x) = seno(x)V é a média dos valores da grandeza utilizadaR é a valor máximo da variação da grandeza utilizada, ou seja, é o quanto a grandeza varia em relação à sua média (amplitude)6,28 é o valor em radianos do ciclo senoidal completot é a unidade de tempo utilizada (meses, dias, etc.)f é o período de tempo para o modelo em função da unidade de tempo utilizada, por exemplo 1 (um) ano que significa 12 meses

11

Foram calculados os valores médios em massa seca para a época da cheia, 1,27x107 ton MS, os valores para a época de seca, 9,08x104 ton MS e a produção anual de biomassa, 7,68 x107 ton MS.

Variação sazonal de biomassa de aguapé

Crescimento de Biomassa

6,15E+04

2,06E+06

4,06E+06

6,06E+06

8,06E+06

1,01E+07

1,21E+07

1,41E+07

1,61E+07

1,81E+07

2,01E+07

Jan

Fev Mar

AbrM

ai Jun Ju

lAgo Set Out

NovDez Ja

nFev M

arAbr

Mai Ju

n Jul

Ago Set OutNov

Dez

Ton

MS

biom

assa

Média Máximo Mínimo

12

Consumo de biomassa por herbivoria e senescência / produção de detritos

AguapéQ1

Peixes

JacarésInsetos

Aves

DetritosD

K2*Q1

K3*Q1

C

Considerou-se que:

a quantidade de biomassa consumida por herbivoria é de 10% da produção (Esteves, 1988; Lodge, 1998);

a quantidade de biomassa (lixiviada) que se torna detrito é de 35% (Mitsch, 1975).

13

Estoque de fósforo na coluna de água

Este estoque depende:

da entrada de nutrientes carreados pelo pulso de inundação,

da entrada de nutrientes provenientes do metabolismo dos consumidores e

da devolução de nutrientes decorrentes da lixiviação dos tecidos vegetais senescentes.

NutrientesColuna d’água

N

Nutrientes N2

K4*D

K5*CC

D

Pulso de Inundação

Nutrientes N1

14

Entrada de fósforo com o pulso de inundação

Estes valores de fósforo foram calculados como a soma das cargas de P nos afluentes do rio Paraguai a jusante da área delimitada.

PT na cheia

(ton.dia-1)

PT na seca

(ton.dia-1)

PT na cheia

(ton.mês-1)

PT na seca

(ton.mês-1)

Rio Sepotuba (Silva et al., 2007) 1,5 0,1 45,0 3,0 Rio Cabaçal (Silva et al., 2007) 1,3 0,04 39,0 1,2

Rio Jauru (MT) (Silva et al., 2007) 1,1 0,1 33,0 3,0

Rio Cuiabá (Mármora et al., 2005) 4,3 1,0 129,0 30,0

Rio São Lourenço (Mármora et al., 2005) 5,2 0,2 156,0 6,0

Rio Correntes (Moreira et al., 2007) 0,4 0,1 12,0 3,0

Rio Paraguai (soma dos afluentes) 13,8 1,5 414,0 46,2

15

A curva sazonal foi aproximada por uma senoidal utilizando a equação 2 (Odum &Odum, 2000).

Entrada de fósforo com o pulso de inundação

Carga de Fósforo Total - entrada pulso de inundação (ton/mês)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set

Fósforo total entrada do pulso

16

Entrada de fósforo com a ciclagem pelosconsumidores

O volume de fósforo reciclado pelos consumidores foi estimado sobre a contribuição dos jacarés que são abundantes no Pantanal. Esta estimativa pode ser melhorada considerando-se as contribuições dos peixes e das aves.

A partir de estimativas da população de jacarés na área de estudo (Mourão et al., 2000) e de estudos sobre a ciclagem de fósforo por jacarés (Silva et al., 2006), obteve-se o valor de 0,0128 ton de fósforo por mês para esta entrada.

17

Entrada de fósforo pela lixiviação da biomassasenescente

Neste estudo considerou-se que 70% do P contido na biomassa lixiviada na fase inicial da decomposição retorna para a coluna de água re-abastecendo o estoque de nutrientes.

Este valor foi estimado considerando-se as observações experimentais de Reddy e DeBusk (1987) que indicam que 30% da carga de fósforo de um leito construído cultivado com aguapé é imobilizada no sedimento.

18

Com os dados e

considerações

anteriormente descritos

foram calculados os

valores dos fluxos e dos

coeficientes das equações.

Por meio de cálculos

iterativos são obtidos

valores para os

incrementos do estoque de

fósforo ao longo do tempo.

Início

Dados e considerações

CondiçõesIniciais

R = J/(1+k0*N)

Q1 = Amplitude + faixa de variação * seno (6,28 / escala temporal * t)

dQ1/dt = Qt – Qt-1 = k1*R*N – k2*Q1 – k3*Q1

Assim: N = (dQ1/dt + k2*Q1 + k3*Q1) / (k1*R)

dN/dt = N1 +N2 + k4*D - k1*R*N

dD/dt = k2*Q1 - k4*D

N = N + dN/dt

D = D + dD/dt

t = t + ∆t

Tabela Gráficos

Fim

Cálculo dos incrementos de estoque

A partir de t=0até t<tmáxPasso ∆t

Cálculo dos estoques e do

tempo transcorrido

19

Remoção de fósforo

Níveis P no sistema (ton/mês)

0

100

200

300

400

500

Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

P acumulado nos detritos P consumido por herbívoria P removido pelo aguapé P na coluna de água Total de P no sistema

P removido e incorporado pelo aguapé (ton/mês)

0

10

20

30

40

50

60

Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

P removido pelo aguapé P incorporado na biomassa de aguapé

0

10

20

30

40

50

60

Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

20

Exportação de biomassa no rio Paraguai e colheita

Cálculos de exportação de biomassa da região das lagoas para o rio Paraguai

(*) A partir das primeiras análises dos dados videográficos do escoamento de ilhas flutuantes na região de Corumbá.

Produção de biomassa (ton MS biomassa/ano)

Biomassa exportada (ton MS biomassa/ano)

% da produção total exportado

Referência

7,68E+07 1,70E+06 2,21% Ramires, 1993

7,68E+07 8,50E+05 1,11% Estimativas iniciais (*)

Colheita efetiva de biomassa x capacidades produtivas disponíveis

Hipoteticamente, nenhum dos níveis de colheita de ilhas flutuantes acima afetaria o equilíbrio do ecossistema por representarem apenas uma parte muito pequena do que escoa pelo rio em Corumbá (menos de 1% do volume produzido).

Capacidade de produção planta de

pirólise

Colheita efetiva

(kg/h) (kg MS

biomassa/ano)

Colheita efetiva

(% da exportação)

No meses ocupados (kg MS

biomassa/mês) (kg MS

biomassa/dia)

100 264000 0,03 11 24000 800

200 528000 0,06 11 48000 1600

1000 1680000 0,20 7 240000 8000

2000 2400000 0,28 5 480000 16000

21

Avaliação emergética

A Avaliação Emergética (AE) permite avaliar a renovabilidade, a emergia líquida de um sistema, a carga ambiental e a relação de troca entre o sistema natural e o sistema humano.

Os índices obtidos permitem avaliar a eficiência ambiental e econômica do processo.

22

Sol

NutrientesColuna d’água

Pulso de Inundação

(rio)

Crescimento da vegetaçao aquática na área de estudo

Exportação de ilhas

flutuantes

Vegetação Aquática

Nutri-entes

Área delimitada: 17948,5 km2

Vento

Chuva

Pesca

Detritos

Fluxo de água do rio

Mão-de-obra

Peixes capturados

Peixes

JacarésInsetos

Aves

Lençol Freático

Recarga do

Aquífero

Biomassa produzida à

montanteMetano Biodiversidade

regional

Modelo sistêmico da produção de biomassa

23

Número Item Fluxo Unidade Intensidade emergética Referência (*) Emergia Emergia(seJ/unidade) (seJ/ano) % (Em$/ano)

EntradasRecursos Naturais Renováveis - R

Entradas da atmosfera 6,95E+21 5 5,89E+08R1 Energia solar 1,40E+20 J/ano 1,00E+00 Odum, 1996 1,40E+20 0,1 1,19E+07R2 Vento, energia cinética 1,22E+18 J/ano 2,51E+03 Odum, 1996 3,07E+21 2,2 2,60E+08R3 Chuva, potencial químico 1,19E+17 J/ano 3,06E+04 Odum, 1996 3,63E+21 2,6 3,08E+08R4 Chuva, energia potencial 6,59E+15 J/ano 1,76E+04 Odum, 1996 1,16E+20 0,1 9,84E+06

Entradas da bacia 1,32E+23 95,0 1,12E+10R5 Fósforo (pulso + rio) 2,63E+06 kg/ano 4,87E+16 Brandt-Williams, 2000 1,28E+23 92,5 1,09E+10R6 Fluxo de água, potencial químico 1,96E+16 J/ano 8,14E+04 Odum, 1996 1,60E+21 1,2 1,35E+08R7 Fluxo de água, energia potencial 4,08E+16 J/ano 4,68E+04 Odum, 1996 1,91E+21 1,4 1,62E+08

Emergia Total 1,39E+23 100 1,17E+10

Soma maior contribuição da atmosfera e entrada de fósforo 1,32E+23 1,12E+10

Saídas Fluxo Unidade Energia Energia Fator de uso Emergia alocada Emergia alocada(J/kg) (J/ano) emergético Base Energia (Em$/ano)

(%) (seJ/ano)P1 Biomassa de aguapé 7,68E+10 kg MS/ano 1,41E+07 1,08E+18 13,53 1,78E+22 1,51E+09P2 Água com menos nutrientes 4,08E+13 kg/ano 1,69E+05 6,91E+18 86,47 1,14E+23 9,65E+09

Intensidade emergética Calculadas com a maior contribuição - pot. quím. chuva, input de fósforo e considerando o % de emergia alocada baseado em energia dos componenetes

T1 Biomassa de aguapé = 2,32E+11 seJ/kgT1 Biomassa de aguapé = 1,65E+04 seJ/JT1 Biomassa de aguapé = 0,01966 Em$/kg 19,66 Em$/ton

T2 Água = 5,65E+05 seJ/JT2 Água = 0,00024 Em$/kg 0,24 Em$/ton

(*) Os valores das transformidades foram atualizados de acordo com o baseline revisado por Odum et.al., 2000.Emdólar para Brasil = 1,18E+13 seJ/US$ Referência: Sweeney et al., 2007 -

Tabela emergética da produção de biomassa de aguapé

24

Biomassa de aguapé

Pantanal - área delimitada - este estudo Biomassa produzida de aguapé seJ/J 1,65E+04 Este estudoBoreal silviculture Boreal forest above ground production seJ/J 8,28E+03 Doherty, 1995Subtropical silviculture (slash pine) Slashpine above ground production seJ/J 9,79E+03 Doherty, 1995Subtropical mixed harwood forest (oak/gum/magnolia/pine) Biomass seJ/J 9,24E+03 Orrell, 1998Tropical dry savanna Savanna biomass seJ/J 1,76E+04 Prado-Jatar & Brown, 1997Tropical mangroves Biomass growth seJ/J 2,47E+04 Odum & Arding, 1991

Algae seJ/J 7,56E+03 Ortega, webSubtropical herbaceous wetland Live biomass seJ/J 1,23E+05 Bardi & Brown, 2000Subtropical shrub-scrub wetland (titi and willow dominated) Live biomass seJ/J 1,16E+05 Bardi & Brown, 2000Subtropical depressional forested wetland Live biomass seJ/J 1,23E+05 Bardi & Brown, 2000Marsh wetland Live biomass sej/j/ha 1,23E+05 Bardi & Brown, 2000

Água

Pantanal - área delimitada - este estudo Água seJ/J 5,65E+05 Este estudoSubtropical freshwater lake Water seJ/J 1,04E+06 Brandt-Williams, 2000Obs.: Os valores das transformidades foram atualizados de acordo com o baseline revisado por Odum et.al., 2000.

Comparação da ordem de grandeza das transformidades obtidas

25

Transformidade Biomassa Produzida

0

100000

200000

300000

400000

500000

Jan

Fev Mar Abr

Mai Ju

n Jul

Ago SetOut

Nov Dez Jan

Fev Mar Abr

Mai Ju

n Jul

Ago SetOut

Nov Dez

Mês

Tr

biom

assa

(se

J/J)

Transformidade e Em$/ton da Biomassa Produzida

0,00E+00

1,00E+05

2,00E+05

3,00E+05

4,00E+05

5,00E+05

Jan

Fev Mar Abr M

ai Jun Ju

lAgo Set Out

Nov Dez Jan

Fev Mar Abr M

ai Jun Ju

lAgo Set Out

Nov Dez

Mês

TR

(se

J/J)

0

100

200

300

400

500

600

Em

$/to

n bi

omas

sa

Tr (seJ/J) Em$/ton

Gráficos das intensidades emergéticas sazonais

26

Diagrama sistêmico do processo produtivo de biocombustíveis (pirólise rápida de biomassa)

$

$ServiçosMão-de-

obraMateriais

Bio-óleo

Finos de Carvão

$

$

Processo de Pirólise Rápida de Biomassa

Infra Estrutura

$

Sistema de colheita, transporte e trituração

Gasesquentes

Biomassa

27

Biomassa1000 kg/h

Sistema de colheita,

transporte e trituração

Secagem e Moagem

Alimentação

Ciclone 1 (separação de

partículas maiores)

Recuperação de bio-óleo300 kg/h

Água

Areia

Resfriamentoe condensação

Gases quentes

Recuperação de carvão 400 kg/h

Ciclone 2(separação de

partículas menores)

ReatorCâmara de combustão

Carvão

100%

30%

40%

30%

Cadeia produtivaCadeia produtiva Potencialidade de uso da biomassa

Potencialidade de uso da biomassa Modelo de negocioModelo de negocio BTLBTLProcessos de

termoconversãoProcessos de

termoconversão

Produtos da Pirólise

Biomassa

Carvão em pó

Extrato ácido

Bio-óleo

Produtos da Pirólise

Biomassa

Carvão em pó

Extrato ácido

Bio-óleo

28

Diagrama detalhado da pirólise rápida de biomassa

Biomassa1000 kg/h

Refratários Aço Areia ÁguaEnergia elétrica

Carvão ServiçosMão-de-

obra

Alimentador

Reator de pirólise

Ciclone 1(separação de

partículas maiores)

Carvão em pó400 kg/h

Ciclone 2(separação de

partículas menores)

Câmara combustão

Pirólise rápida de biomassa (1000 kg/h)

Resfriador/condensador

Gases (CO, CH4 e N2)300 kg/h

Sistema de colheita, transporte e trituração

Secador e moedor

Bio-óleo (para gaseificação)

Pó de carvão (para briquetagem)

Biochar

(fertilizante)

Bio-óleo300 kg/h

29

Tabela emergética para o sistema: sem fluxos financeiros e sem externalidades

Emergia EmergiaNúmero Item Fluxo UnidadeIntensidade emergética Referência Emergia Emergia Índice de Renovável Não Renovável

(seJ/unidade) (seJ/ano) % (Em$/ano) Renovabilidade (seJ/ano) (seJ/ano)Recursos Naturais

Renováveis - R 5,70E+17 71,4 4,83E+04 5,70E+17 0,00E+00R1 Biomassa de aguapé 2,93E+13 J/ano 1,65E+04 AE biomassa 4,83E+17 60,5 4,10E+04 1 4,83E+17 0,00E+00R2 Água (proveniente do rio para o sistema resfriamento) 1,17E+11 J/ano 6,22E+05 AE biomassa 7,24E+16 9,1 6,14E+03 1 7,24E+16 0,00E+00R3 Carvão (pré-aquecimento) 5,65E+09 J/ano 1,41E+06 Alonso-Pippo, 2004 7,95E+15 1,0 6,74E+02 1 7,95E+15 0,00E+00R4 Areia 3859,2 kg/ano 1,68E+12 Odum, 1996 6,48E+15 0,8 5,49E+02 1 6,48E+15 0,00E+00

Recursos da EconomiaMR MN

Materiais - M 1,18E+17 14,8 1,00E+04 5,40E+16 6,42E+16Infra-estrutura

M1 Aço para construção civil 336 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 1,56E+15 0,2 1,32E+02 0 0,00E+00 1,56E+15M2 Cimento para construção civil 436,2 kg/ano 2,02E+12 Haukoos, 1995 8,81E+14 0,1 7,47E+01 0 0,00E+00 8,81E+14

Equipamentos e Maquinário

M3 Aço do sistema de colheita e trituração kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 0,00E+00 0,0 0,00E+00 0 0,00E+00 0,00E+00M4 Aço do sistema de alimentação e reator 402 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 1,87E+15 0,2 1,58E+02 0 0,00E+00 1,87E+15M5 Aço dos ciclones 16,08 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 7,48E+13 0,0 6,34E+00 0 0,00E+00 7,48E+13M6 Aço do sistema de recuperação de bio-óleo 67 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 3,12E+14 0,0 2,64E+01 0 0,00E+00 3,12E+14M7 Aço do sistema de coleta de bio-óleo e carvão 38,86 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 1,81E+14 0,0 1,53E+01 0 0,00E+00 1,81E+14M8 Aço da câmara de combustão 32,16 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 1,50E+14 0,0 1,27E+01 0 0,00E+00 1,50E+14

Materiais M9 Refratário 1005 kg/ano 5,14E+12 Buranakarn, 1998 5,17E+15 0,6 4,38E+02 0 0,00E+00 5,17E+15

Insumos M10 Energia Elétrica 9,65E+11 J/ano 1,12E+05 Brown & Ulgiati, 2004 1,08E+17 13,5 9,16E+03 0,5 5,40E+16 5,40E+16

SR SNServiços - S 1,10E+17 13,8 9,32E+03 7,70E+16 3,30E+16

S1 Mão-de-obra especializada: 1 técnico 9,07E+08 J/ano 4,04E+07 Calculado neste caso 3,66E+16 4,6 3,11E+03 0,5 1,83E+16 1,83E+16S2 Mão-de-obra operacional: 2 operadores mantenedores 2,18E+09 J/ano 2,53E+07 Calculado neste caso 5,50E+16 6,9 4,66E+03 0,8 4,40E+16 1,10E+16S3 Mão-de-obra operacional: 1 assistente 1,16E+09 J/ano 1,58E+07 Calculado neste caso 1,83E+16 2,3 1,55E+03 0,8 1,47E+16 3,66E+15S4 Manutenção mecânica 1,00E+08 J/ano 6,12E+05 Calculado neste caso 6,15E+13 0,0 5,21E+00 0,5 3,08E+13 3,08E+13

EMERGIA TOTAL 7,98E+17 100,0 6,77E+04 7,01E+17 9,72E+16

PRODUÇÃO Preço de venda Volume Produzido Ganho com vendas Ganho com vendas(US$/kg) (kg/ano) (US$/ano) (seJ/ano)

P1 Bio-óleo 9,93E+12 J/ano 0,55 624000 340363,64 4,02E+18P2 Finos de carvão 7,00E+12 J/ano 0,27 832000 226909,09 2,68E+18P3 Gases 1,83E+13 J/ano Uso interno na secagem

(*) Os valores das transformidades foram atualizados de acordo com o baseline revisado por Odum et.al., 2000.As transformidades de materiais estão com "labour and services".Emdólar Brasil = 1,18E+13 seJ/US$ Referência: Sweeney et.al., 2007

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Tabela emergética para o sistema: com fluxos financeiros e com externalidades

Emergia EmergiaNúmero Item Fluxo Unidade Intensidade emergética Referência Emergia Emergia Custo % de diferença entre Preço Mercado Índice de Renovável Não Renovável

(seJ/unidade) (seJ/ano) % (Em$/ano) (US$/ano) valor emergético e (US$/kg) Renovabilidade (seJ/ano) (seJ/ano)Recursos Naturais valor econômico

Renováveis - R 5,70E+17 16,7 4,83E+04 5,70E+17 0,00E+00R1 Biomassa de aguapé 2,93E+13 J/ano 1,65E+04 AE biomassa 4,83E+17 14,2 4,10E+04 1 4,83E+17 0,00E+00R2 Água (proveniente do rio para o sistema resfriamento) 1,17E+11 J/ano 6,22E+05 AE biomassa 7,24E+16 2,1 6,14E+03 1 7,24E+16 0,00E+00R3 Carvão (pré-aquecimento) 5,65E+09 J/ano 1,41E+06 Alonso-Pippo, 2004 7,95E+15 0,2 6,74E+02 1 7,95E+15 0,00E+00R4 Areia 3859,2 kg/ano 1,68E+12 Odum, 1996 6,48E+15 0,2 5,49E+02 1,09E+02 503,39% 0,03 1 6,48E+15 0,00E+00

Recursos da EconomiaMR MN

Materiais - M 1,18E+17 3,5 1,00E+04 1,19E+05 8,39% 5,40E+16 6,42E+16Infra-estrutura

M1 Aço para construção civil 336 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 1,56E+15 0,0 1,32E+02 1,06E+03 12,50% 3,15 0 0,00E+00 1,56E+15M2 Cimento para construção civil 436,2 kg/ano 2,02E+12 Haukoos, 1995 8,81E+14 0,0 7,47E+01 1,32E+02 56,49% 0,30 0 0,00E+00 8,81E+14

Equipamentos e Maquinário

M3 Aço do sistema de colheita e trituração kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 0,00E+00 0,0 0,00E+00 0,00E+00 4,10 0 0,00E+00 0,00E+00M4 Aço do sistema de alimentação e reator 402 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 1,87E+15 0,1 1,58E+02 1,65E+03 9,62% 4,10 0 0,00E+00 1,87E+15M5 Aço dos ciclones 16,08 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 7,48E+13 0,0 6,34E+00 6,59E+01 9,62% 4,10 0 0,00E+00 7,48E+13M6 Aço do sistema de recuperação de bio-óleo 67 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 3,12E+14 0,0 2,64E+01 2,74E+02 9,62% 4,10 0 0,00E+00 3,12E+14M7 Aço do sistema de coleta de bio-óleo e carvão 38,86 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 1,81E+14 0,0 1,53E+01 1,59E+02 9,62% 4,10 0 0,00E+00 1,81E+14M8 Aço da câmara de combustão 32,16 kg/ano 4,65E+12 Haukoos, 1995 1,50E+14 0,0 1,27E+01 1,32E+02 9,62% 4,10 0 0,00E+00 1,50E+14

Materiais M9 Refratário 1005 kg/ano 5,14E+12 Buranakarn, 1998 5,17E+15 0,2 4,38E+02 6,09E+02 71,87% 0,61 0 0,00E+00 5,17E+15

Insumos M10 Energia Elétrica 9,65E+11 J/ano 1,12E+05 Brown & Ulgiati, 2004 1,08E+17 3,2 9,16E+03 1,15E+05 7,93% 0,43 0,5 5,40E+16 5,40E+16

Serviços - S 2,22E+18 65,0 1,88E+05 7,70E+16 2,14E+18S1 Mão-de-obra especializada: 1 técnico 9,07E+08 J/ano 4,04E+07 Calculado neste caso 3,66E+16 1,1 3,11E+03 0,5 1,83E+16 1,83E+16S2 Mão-de-obra operacional: 2 operadores mantenedores 2,18E+09 J/ano 2,53E+07 Calculado neste caso 5,50E+16 1,6 4,66E+03 0,8 4,40E+16 1,10E+16S3 Mão-de-obra operacional: 1 assistente 1,16E+09 J/ano 1,58E+07 Calculado neste caso 1,83E+16 0,5 1,55E+03 0,8 1,47E+16 3,66E+15S4 Manutenção mecânica 1,00E+08 J/ano 6,12E+05 Calculado neste caso 6,15E+13 0,0 5,21E+00 0,5 3,08E+13 3,08E+13

SR SN7,70E+16 3,30E+16

Serviços Adicionais - S

S5 Pagamento do principal sobre empréstimos 85289,52 US$/ano 1,18E+13 Sweeney et.al., 2007 1,01E+18 29,5 8,53E+04 0 0,00E+00 1,01E+18S6 Pagamento de juros sobre empréstimos 11002,35 US$/ano 1,18E+13 Sweeney et.al., 2007 1,30E+17 3,8 1,10E+04 0 0,00E+00 1,30E+17S7 Impostos e taxas sobre serviços públicos 82100,68 US$/ano 1,18E+13 Sweeney et.al., 2007 9,69E+17 28,4 8,21E+04 0 0,00E+00 9,69E+17

Mudanças de estoque internoPagamento de lucros a acionistas 35817,71 US$/anoDepreciação 2441,66 US$/anoAmortização 2558,69 US$/anoRecursos FinanceirosCusto de aquisição do sistema de colheita e trituração 0,00 US$Custo de aquisição da planta de pirólise 787878,79 US$Custo da construção civil 65016,36 US$Custo de Aquisição de Equipamentos e Infra-estrutrura 852895,15 US$Entrada de Recursos Financeiros - Faturamento Anual 567272,73 US$/ano Soma das vendasSaída de Recursos Financeiros 219210,60 US$/ano Soma dos pagamentosFluxo Líquido de Dinheiro 348062,13 US$/ano

Externalidades (5% de reserva sobre capital investido)Emissões gasosas da produção 42644,76 US$/ano 1,18E+13 Sweeney et.al., 2007 5,03E+17 14,8 4,26E+04 0 0,00E+00 5,03E+17Resíduos sólidos da produçãoEfluentesRuídosOdores e Fumaça

EMERGIA TOTAL 3,41E+18 100,0 2,89E+05 7,01E+17 2,71E+18EMERGIA INCORPORADA - Y Soma das contribuições da natureza, serviços e externalidades, 3,29E+18 2,79E+05 6,47E+17 2,64E+18

para evitar dupla contagem exclui-se materiais

PRODUÇÃO Preço de venda Volume Produzido Ganho com vendas Ganho com vendas(US$/kg) (kg/ano) (US$/ano) (seJ/ano)

P1 Bio-óleo 9,93E+12 J/ano 0,55 624000 340363,64 4,02E+18P2 Finos de carvão 7,00E+12 J/ano 0,27 832000 226909,09 2,68E+18P3 Gases 1,83E+13 J/ano Uso interno na secagem

(*) Os valores das transformidades foram atualizados de acordo com o baseline revisado por Odum et.al., 2000.As transformidades de materiais estão com "labour and services".Emdólar Brasil = 1,18E+13 seJ/US$ Referência: Sweeney et.al., 2007

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Comparação entre os itens das tabelas

Item Item

Recursos Naturais Recursos Naturais

Renováveis - R Renováveis - R

Biomassa de aguapé Biomassa de aguapéÁgua (proveniente do rio para o sistema resfriamento) Água (proveniente do rio para o sistema resfriamento)Carvão (pré-aquecimento) Carvão (pré-aquecimento)Areia Areia

Recursos da Economia Recursos da Economia

Materiais - M Materiais - MInfra-estrutura Infra-estrutura

Aço para construção civil Aço para construção civilCimento para construção civil Cimento para construção civilEquipamentos e Maquinário Equipamentos e Maquinário

Aço do sistema de colheita e trituração Aço do sistema de colheita e trituraçãoAço do sistema de alimentação e reator Aço do sistema de alimentação e reatorAço dos ciclones Aço dos ciclonesAço do sistema de recuperação de bio-óleo Aço do sistema de recuperação de bio-óleoAço do sistema de coleta de bio-óleo e carvão Aço do sistema de coleta de bio-óleo e carvãoAço da câmara de combustão Aço da câmara de combustãoMateriais Materiais Refratário Refratário Insumos Insumos Energia Elétrica Energia Elétrica

Serviços - S Serviços - S

Mão-de-obra especializada: 1 técnico Mão-de-obra especializada: 1 técnicoMão-de-obra operacional: 2 operadores mantenedores Mão-de-obra operacional: 2 operadores mantenedoresMão-de-obra operacional: 1 assistente Mão-de-obra operacional: 1 assistenteManutenção mecânica Manutenção mecânica

Serviços Adicionais - S

Pagamento do principal sobre empréstimosPagamento de juros sobre empréstimosImpostos e taxas sobre serviços públicos Externalidades Emissões gasosas da produçãoResíduos sólidos da produçãoEfluentesRuídosOdores e Fumaça

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Comparação entre fluxos agregados

Sem fluxos Com fluxosfin. e ext. fin. e ext.

Fluxos de emergiaRecursos Naturais Renováveis - R 5,70E+17 5,70E+17Recursos Naturais Não-renováveis - NTotal de Recursos Naturais - I (I = R + N) 5,70E+17 5,70E+17Materiais da economia - M 1,18E+17 1,18E+17MR 5,40E+16 5,40E+16MN 6,42E+16 6,42E+16Serviços da economia - S 1,10E+17 2,22E+18SR 7,70E+16 7,70E+16SN 3,30E+16 3,30E+16Serviços Adicionais - SA 0 2,11E+18Feedback da Economia - F (F = M + S) 2,28E+17 2,33E+18Externalidades 0 5,03E+17Emergia incorporada - Y (Y = I + F) 7,98E+17 3,29E+18

Valor emergético - Em$Sem fluxos fin. e ext.Com fluxos fin. e ext.

seJ/ano

Em$/ano6,77E+042,79E+05

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Indicadores emergéticos para osistema de produção de biocombustíveis

EYR é uma medida da contribuição potencial do processo estudado à economia em decorrência da exploração do recurso local. Processos para obter combustíveis fósseis apresentam alto EYR.

EIR é uma medida da dependência da economia para o processo. Quanto maior este índice, mais intenso é o uso dos recursos da economia e mais dinheiro circula.

ELR é uma medida da pressão de um processo sobre o ambiente, uma medida do stress ecossistêmico. Quanto mais o desenvolvimento se afasta do processo natural, maior o ELR.

AE AESem fluxos Com fluxosfin. e ext. fin. e ext.

Índices Emergéticos UnidadeTransformidade bio-óleo Emergia alocada/Fluxo seJ/J 8,04E+04 3,43E+05Transformidade carvão Emergia alocada/Fluxo seJ/J 1,14E+05 4,87E+05Transformidade gases quentes Emergia alocada/Fluxo seJ/J 4,37E+04 1,86E+05% Renovabilidade (R+MR+SR)/Y % 87,82% 21,32%EYR - Taxa de emergia líquida Y/F adimensional 3,50 1,41EIR - Taxa de investimento F/I adimensional 0,40 4,09ELR - Taxa de carga ambiental (N+MN+SN)/(R+MR+SR) adimensional 0,14 0,14EER - Taxa de intercâmbio emergético do bio-óleo Y/(Em$ das vendas) seJ/Em$ 0,20 0,85EER - Taxa de intercâmbio emergético do carvao Y/(Em$ das vendas) seJ/Em$ 0,30 1,27

EER é uma medida do quanto é justa uma troca. O processo entrega valor aos compradores que devolvem dinheiro.

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Obrigada a todos!

Agradecimentos especiais: