5 análise energética prestes et al

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GLOBAL SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN 1984 - 3801)
ANÁLISE ENERGÉTICA DA PRODUÇÃO DE SOJA EM SISTEMA PLANTIO
DIRETO
Alessandro Torres Campos1*
Elcio Silvério Klosowsk2
Cássio Vinícius Souza3
Agostinho Zanini4
Tânia Maria Vicentini Prestes4
Resumo: O objetivo do trabalho foi estimar o balanço energético da produção de soja em
sistema plantio direto de uma propriedade agrícola, no Município de Medianeira, PR.
Consideraram-se dois tipos de energia que entram no sistema: a direta e indireta. Como
energia direta foi considerada: a biológica, que corresponde à mão-de-obra, sementes e adubo
orgânico; e a fóssil que inclui óleo diesel, lubrificante e graxa. Como energia indireta foi
considerada: a industrial que inclui máquinas e implementos, adubos, inseticidas e herbicidas.
Os coeficientes energéticos foram extraídos de trabalhos específicos sobre a quantificação
calórica das operações e dos insumos. A produtividade obtida foi de 3.794,78 kg ha-1. O
maior consumo de energia foi na categoria industrial (36,52%), seguida pela energia fóssil
(29,79%) e energia biológica (27,74%). A eficiência energética, consiste na otimização do uso
das fontes de energia, ou seja, no gasto de menos energia para fornecer a mesma quantidade
de valor energético no produto final. Verificou-se eficiência energética de 18,64, atribuída à
mecanização reduzida e ao uso de energia biológica embutida no adubo orgânico, nas
sementes e na mão-de-obra, recursos esses, sustentáveis. Porém, apesar da alta eficiência,
constatou-se que esse sistema é altamente dependente do uso da energia proveniente do
petróleo, representada pelo consumo de óleo diesel e herbicidas, perfazendo 51,69% do total
da energia consumida.
Palavras-chave: Glycine max (L.) Merril., agricultura sustentável, balanço energético,
sustentabilidade.
Abstract: This work aimed to estimate the energy balance of the soybean crop under no
tillage system on farm in Medianeira, Paraná, Brazil. Two energy inputs types was considered
in the system: the direct and the indirect energy. As direct energy the biological (labor, seeds
and organic fertilizer) as the fossil (diesel fuel, lubricants and grease) were considered. The
indirect energy (industrial) includes machinery and implements, fertilizers, insecticides and
herbicides. The energy coefficients were obtained from specific papers about caloric
quantification of the operations and inputs. The soybean yield recorded was 3.798.78 kg ha-1.
The highest energy consumption was from the industrial type (36.52%) followed by the fossil
energy (29.79%) and the biological energy (27.74%). Energy efficiency means to optimize the
energy source use, resulting in a low energy input to provide de same amount of energetic
value to the final product. Energy efficiency of 18.64% was verified. It was attributed to the
1
Departamento de Engenharia, Universidade Federal de Lavras, MG. Email*: [email protected]. Autor para correspondência.
Centro de Ciências Agrárias, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE – PR.
3
Departamento de Agronomia, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, MG.
4
Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Campus Medianeira, Medianeira – PR.
2
Recebido em: 26/03/2009 e Aprovado em: 07/08/2009.
Gl. Sci. Technol., v. 02, n. 02, p.38 - 44, mai/agos. 2009.
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A. T. Campos et al.
reduced mechanization and the biological energy used through the organic fertilizer, seeds
and labor. However, despite of the high efficiency the system showed high dependence of the
fossil energy use (diesel fuel consumption and herbicides), corresponding to 51.69% of the
total energy consumption.
Key words: Glycine max (L.) Merril., low-input agriculture, energy balance, sustainability.
INTRODUÇÃO
A intensa mobilização dos solos
tropicais gera como conseqüência, sua
desagregação superficial, sujeita à formação
de uma fina crosta resultante da dispersão das
partículas do solo e, ainda, outra camada
subsuperficial compactada, resultante tanto
da pressão exercida pela massa dos
implementos agrícolas como pela ação direta
dos pneus. A desestruturação do solo, a
compactação e a redução dos teores de
matéria orgânica são considerados os
principais indutores da degradação dos solos
agrícolas. Tal degradação resulta no desafio
de viabilizar sistemas de produção que
possibilitem maior eficiência energética e
conservação ambiental. Nesse contexto, o
emprego efetivo do sistema plantio direto
(SPD) mostra-se importante e eficiente para
as regiões tropicais exploradas com
agricultura (KLUTHCOUSKI et al., 2000).
Segundo Alvim (2007), há maior
produtividade e competitividade no SPD,
sendo o sistema mais indicado para
desenvolver
uma
agricultura
mais
sustentável, por conservar os recursos
naturais, além de proporcionar maior
eficiência econômica quando comparado ao
sistema convencional de produção.
Mesquita et al. (1982) concluíram que
as operações de movimentação do solo como
aração, gradagem, escarificação e cultivo
foram responsáveis por 35,5% do total de
energia consumida, sendo que a aração se
destacou como a de maior consumo. Mais da
metade
da
potência
requerida
nas
propriedades agrícolas é consumida pelas
operações de preparo de solo. Os autores
encontraram reduções de cerca de 50% da
energia requerida nas operações de
movimentação de solo, plantio e colheita, em
sistemas reduzidos, quando comparado ao
sistema convencional que utiliza o arado. A
média de 2.999,93 MJ ha-1, consumidas no
SPD, foi inferior em 39%, em relação ao
sistema convencional e 20% quando
comparado ao sistema reduzido.
A produção agrícola é totalmente
dependente da energia investida na cultura,
devido à utilização de insumos, o emprego de
máquinas, a infra-estrutura e os gastos com
mão-de-obra. Segundo Campos & Campos
(2004), a energia e produção de alimentos
estão inter-relacionadas. Qualquer impacto no
preço do petróleo é transmitido ao longo da
cadeia produtiva, com grande influência no
sistema produtivo agrícola. As crises
energéticas impuseram a necessidade de
conter os consumos de combustíveis fósseis e
dos relativos derivados. A avaliação da
eficiência produtiva das culturas não poderia
mais ser realizada com base somente na
produtividade, mas também em seu resultado
energético (COSTANTINI, 1982). A
quantificação da energia embutida consiste
em traduzir em unidades energéticas os
fatores
de
produção
e
consumos
intermediários que tornem viável a
construção de indicadores, comparáveis entre
si e que, a partir de um quadro teórico,
permitam intervir no sistema, visando
melhorar a sua eficiência. A conversão dessas
entradas e saídas, em Joules, permite o
cálculo da eficiência energética do sistema de
produção (COMITRE, 1993).
O uso da energia fóssil no SPD é
muito elevado, exigindo repensar a
tecnologia empregada nesse sistema de
produção, visando à sustentabilidade, que se
baseia, principalmente, em estimar a energia
investida, compreender os fluxos de energia,
identificar os pontos de desperdícios
energéticos e os componentes que podem ser
substituídos por outros de maior eficiência.
Para maximizar a sustentabilidade nos
sistemas agrícolas, o presente trabalho teve
como objetivo a análise dos custos
Gl. Sci. Technol., v. 02, n. 02, p.38 - 44, mai/agos. 2009.
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ANÁLISE ENERGÉTICA...
energéticos para a produção de soja em SPD, são: óleo diesel de 38.534,64 kJ l-1,
em uma propriedade agrícola no município lubrificante de 35.940,56 kJ l-1 e graxa de
de Medianeira, estado do Paraná.
39.036,72 kJ l-1.
A energia indireta corresponde à
industrial, inserida em máquinas e
MATERIAL E MÉTODOS
implementos, adubo fosfatado, inseticida e
Adotou-se
o
coeficiente
No desenvolvimento deste trabalho, herbicida.
utilizaram-se os dados referentes a uma energético, utilizado por Serra et al. (1979),
propriedade agrícola localizada no município para adubo fosfatado de 6.966,36 kJ kg-1,
de Medianeira, PR (25º 18’ 30,7” S e 54º 03’ cuja fórmula utilizada foi a 00-20-00, na dose
17,4” W com 464 metros de altitude), na de
130 kg ha-1 na semeadura. Foram
safra de 2000/2001, em uma área de 10,72 ha, realizadas três aplicações de inseticidas nas
com solo classificado como Latossolo roxo, datas 20/12/2000, 16/01/2001 e 09/02/2001,
profundo, poroso e acentuadamente drenado. sendo que os inseticidas empregados foram
O clima, classificado de acordo com Monocrotophos e Piretróide, cujo valor
Köeppen, é mesotérmico, sem estação energético é de 184.639,92 kJ l-1. Os
definida com verões quentes, e as herbicidas foram aplicados em: 06/10/2000,
18/10/2000 e 22/11/2000, sendo utilizados,
temperaturas médias anuais de 20,3 ºC.
Para a realização do balanço respectivamente: o glifosato, com o
energético, consideraram-se dois tipos de coeficiente energético de 631.825,84 kJ kg-1,
energia que entram no sistema: a direta e a o Fluazifop-P-Butil e o Bentazon, com o
indireta. Como energia direta considerou-se: valor energético de 418.023,44 kJ l-1,
a biológica, que corresponde à mão-de-obra, sugeridos pela Secretaria de Agricultura do
sementes e adubos orgânicos e a fóssil que Paraná. Para máquinas e implementos,
inclui óleo diesel, lubrificante e graxa. Como empregou-se a metodologia utilizada por
energia indireta, foi considerada a industrial, diversos autores (SERRA et al., 1979;
que inclui máquinas e implementos, adubos, ULBANERE, 1988; COMITRE, 1995;
inseticidas, herbicidas e não foi utilizado CAMPOS, 2001) que quantifica a energia
indireta, segundo a vida útil e massa. Os
fungicida para controle de doenças.
O coeficiente energético utilizado coeficientes energéticos utilizados foram
para a mão-de-obra foi de 2.196,6 kJ hora-1 Macedônio & Picchioni (1985): trator e
(CAMPOS et al., 1998). Sementes de soja colhedora (equipamentos autopropelidos) =
(variedade CODETEC-202) não foram 69.830 kJ kg-1 e, para implementos, o valor
tratadas com inseticidas e fungicidas e foram de 57.200 kJ kg-1. Para o inoculante, utilizousemeadas (56 kg ha-1). O valor da semente se o valor energético empregado por Campos
correspondeu a 16.736 kJ kg-1, conforme (2001) de 691.481,31 kJ, com consumo de
IBGE (1985). Para o adubo orgânico, 0,150 kg ha-1. A produção obtida foi de
empregou-se a metodologia e os valores 3.794,78 kg ha-1 e foi transformada em
energéticos (N = 58.032 kJ kg-1; P = 6.945 kJ equivalente energético, considerando o valor
kg-1; K = 4.644 kJ kg-1) informados por de 16.736,00 kJ kg-1 de grãos (IBGE, 1985).
Carmo et al. (1988). Contabilizou-se a
quantidade de nutrientes constituintes do FASE AGRÍCOLA
adubo orgânico N = 2,33 kg m-3 (totalizando
2,8 kg ha-1); P2O5 = 0,66 kg m-3 (totalizando
A fase agrícola do plantio de soja com
0,8 kg ha-1) e K2O = 0,90 kg m-3 (totalizando o SPD foi efetuada atendendo-se as
1,1 kg ha-1), contida nos dejetos suínos, necessidades físicas de insumos e dos
sugeridos por Dartora et al. (1998), sendo coeficientes técnicos para cada operação do
utilizados a quantidade de 1,2 m3ha-1. Os sistema, como o preparo do solo, semeadura,
valores energéticos dos combustíveis tratos culturais e colheita. Foi registrado o
empregados na fase agrícola foram os consumo por hectare e transformado em
sugeridos por Comitre (1993), cujos valores valores energéticos.
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A. T. Campos et al.
Durante o processo de produção, massa das máquinas e implementos, foram
foram empregadas as operações: manuais obtidas junto aos catálogos de fabricantes. O
(capina efetuada nas fases de floração e material consumido foi expresso em kg ha-1
enchimento de grão); mecânicas (reforma do (sementes, inoculante e adubo fosfatado), l
terraço, capina química, adubação e ha-1 (inseticidas e herbicidas) e m3 ha-1 (adubo
semeadura
conjugados,
pulverização, orgânico e produção).
transporte interno e colheita). Foi computada
a quantidade da execução de cada tarefa, RESULTADOS E DISCUSSÃO
tempo
gasto
em
cada
operação
(hora/máquina), características das máquinas
Apresenta-se na Tabela 1 o consumo
e implementos agrícolas: tipo, vida útil, energético, a quantidade por hectare e o
consumo de combustível, lubrificantes e resultado calórico da cultura da soja em SPD,
graxa. Outras informações necessárias e não com produtividade de 3.794,78 kg ha-1.
disponíveis na propriedade, tais como a
Tabela 1. Consumo de energia para produção de soja em sistema de plantio direto
Fonte de Insumos (inputs)
ENERGIA DIRETA
Biológica
Mão-de-obra
Sementes
Adubo orgânico
Sub-total
Fóssil
Óleo Diesel
Lubrificante
Graxa
Sub-total
ENERGIA INDIRETA
Industrial
Máquinas e Implementos
Trator
Carreta
Pulverizador
Semeadora
Espalhador de esterco
Reforma do terraço
Colhedora
Sub-total
Adubo formulado 00:20:00
Herbicidas
Inseticidas
Inoculante
Sub-total
Total dispêndio energético
Total produção energética
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
Quantidade
hectare
6,44 h
56,0 kg
1,213 l
Insumo
energético
(MJ ha-1)
2,146,28
Percentagem
do total
63,00
14,15
937,22
173,20
1.124,57
0,41
27,50
5,09
33,00
1.001,90
16,53
3,28
1.021,71
29,43
0,48
0,09
30,00
1.260,64
37,00
4,0 h
0,15 h
1,5 h
0,7 h
0,3 h
1,08 h
1,2 h
108,92
0,92
13,94
2,91
4,65
29,41
43,00
203,75
3,19
0,03
0,41
0,09
0,14
0,86
1,26
5,98
130,0 kg
1,6 l
0,45 l
0,15 kg
181,13
758,47
82,72
34,57
1.056,89
3.406,92
63.509,44
18,64
5,32
22,26
2,43
1,01
31,02
100
26,01 l
0,12 l
0,06 kg
Gl. Sci. Technol., v. 02, n. 02, p.38 - 44, mai/agos. 2009.
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ANÁLISE ENERGÉTICA...
Nos dispêndios com energia direta minimizando a importação de energia
verifica-se a importância da energia fóssil na (ANGONESE et al., 2006). Esses autores
produção, com 30,00% do total. Desse valor, verificaram que a produção de dejetos suínos
98,10% foram provenientes do consumo de tem valor considerável, em torno de 30% da
óleo diesel, utilizado nas máquinas agrícolas. energia de saída total do sistema, no sentido
Lubrificantes e graxas participaram com de sua efetiva utilização no sistema agrícola.
Neste trabalho, o gasto de energia
apenas 0,57%. Importante ressaltar que,
dentre o consumo total de energia fóssil, indireta representou 37,00%, sendo que,
29,43% está atribuída ao óleo diesel. Nesse somente os herbicidas e o adubo formulado
contexto, Mesquita et al. (1982), ao comparar contribuíram com 27,58%. Dentro da energia
o consumo de óleo diesel em três sistemas de indireta, os herbicidas participaram com
produção de soja em Londrina, PR, 60,16%, o que demonstra a dependência
encontraram 53,00% no sistema plantio energética deste insumo para a condução do
convencional, 48,30% no reduzido e 26,30% SPD. Siqueira et al. (1999) estimaram custos
no SPD, verificando menor consumo do energéticos de cerca de 50,00% relacionados
mesmo em SPD. Os autores não informam a ao uso de herbicida nesse sistema de plantio.
eficiência energética atingida para os Os inseticidas e o inoculante participaram
sistemas estudados. As sementes participaram com 2,43% e 1,01%, respectivamente.
com 27,50% dos dispêndios totais, o que Máquinas e implementos contribuíram com
representa 83,33% da energia biológica 5,98% do total de energia consumida no
consumida. Resultado semelhante, de sistema de produção estudado.
Devido às características do SPD, não
24,73%, foi obtido por Comitre (1993), em
sistema convencional de produção de soja em houve operações com máquinas para o
Ribeirão Preto, SP. O trabalho humano revolvimento do solo, no entanto, ocorreram
contribuiu com 0,41% do total, o que repetidas aplicações de herbicidas, o que
representa 1,24% da energia biológica. resultou na alta participação dos mesmos no
Ressalta-se que o baixo dispêndio energético balanço energético (22,26%). Mesquita et al.
da mão-de-obra, comparado ao consumo de (1982) relatam a intensa utilização de
energia fóssil, evidencia o grau de herbicidas no SPD comparada aos sistemas
intensidade da mecanização na cultura. O de plantio reduzido e convencional. Comitre
adubo orgânico, apesar de sua importância (1993), em avaliação energética da cultura da
como condicionador da qualidade química, soja em sistema convencional, obteve 4,83%
física e biológica do solo, foi responsável do dispêndio com herbicidas.
Considerou-se favorável a eficiência
pelo consumo de apenas 5,09% do total.
É importante salientar que o uso da energética (18,64%) de produção de soja pelo
adubação orgânica na agricultura reduz o SPD, pois, baseando-se em Schroll (1994),
custo de produção, assim como o consumo da que sugere como sustentável os índices de
energia que entra no sistema. De acordo com eficiência energética acima de dois, o que
Campos et al. (2005), em balanço energético caracteriza o SPD para produção de soja
na produção de feno, os maiores dispêndios como um sistema de sustentabilidade
de energia ocorreram com a utilização da ecológica.
Atualmente, há a necessidade de
energia fóssil, seguida do uso de fertilizantes
químicos, sendo o nitrogênio o
maior novos modelos tecnológicos que substituam o
consumidor de energia em relação ao fósforo uso de combustíveis fósseis. Somente desta
forma, será possível proporcionar ao homem
e potássio.
Por outro lado, a utilização de dejetos o conforto gerado pela mecanização e a maior
suínos, por exemplo, além de ser menos produtividade agrícola e, também, a
da
sustentabilidade
na
onerosa, quando comparado aos fertilizantes viabilização
químicos, proporciona renovação de energia, agricultura, pelo uso de recursos renováveis.
reduzindo
o
impacto
ambiental
e
Gl. Sci. Technol., v. 02, n. 02, p.38 - 44, mai/agos. 2009.
43
CONCLUSÃO
O consumo energético com óleo
diesel, sementes e herbicidas, representaram
29,43%, 27,50% e 22,26%, respectivamente,
do total de energia consumida, evidenciando
a grande dependência de energia não
sustentável. No sistema estudado, foi
verificada eficiência energética de 18,64%,
atribuída ao plantio direto, pelo fato de tratarse de um sistema conservacionista do solo, e
também ao uso de energia biológica embutida
no adubo orgânico, na semente e na mão-deobra, recursos esses, sustentáveis.
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