contabilidade ambiental emergia e tomada de decisão ambiental environmental accounting emergy and...

Contabilidade AmbientalEmergia e Tomada de Decisão Ambiental

Environmental AccountingEmergy and Environmental Decision Making

Howard T. OdumCenter for Environmental Policy

Environmental Engineering SciencesUniversity of Florida, Gainesville

Ari Nelson Rodrigues Costa

[email protected]/04/2007

Avaliando Recurso Naturais

(Capítulo 7)

Resumo e Comentários

mailto:[email protected]

"The Law of conservation of energy tells us we can't get something for nothing, but we refuse to believe it.“

(Isaac Asimov, 1988)Isaac Asimov's Book of

Science and Nature Quotations

…This pattern is not sustainable, does not maximize world wealth and emergy, does not reinforce world production, and will not last. These patterns will become discredited as world opinion changes, as revolutions occur, and worldwide resource depletion soon cuts off the largesse of the overdeveloped countries."

(H.T. Odum, 1994)

7. Avaliando Recursos Ambientais7. Avaliando Recursos Ambientais

Avaliação Área-TempoAssinatura de EmergiaRecursos de ÁguaEcosistemasMitigação

Contabilidade Ambiental

Parques NaturaisMineração e MineraisRecursos RenováveisImpactoAvaliação do Impacto CumulativoAvaliação de RiscoSumário

Avaliação Área-Tempo

Avaliação de Trabalhos Ambientais

7. Avaliando Recursos Ambientais

Produto da Área do Trabalho pela Duração do Trabalho

Giampietro e Pimentel, 1991

Emergia anual de terra dividida pela área

Equivalente Emergético para Área-Tempo

9,44 x 1024 sej/ano

1,50 x 1010 ha== 6,29 x 1014 sej/ha-ano

Valores em emdólares6,29 x 1014 sej/ha-ano

1,40 x 1012 sej/$== $ 449/ha-ano

Área-Tempo é uma medida simples e facilmente adaptada para a legislação e para os tribunais

Área-Tempo é uma medida simples e facilmente adaptada para a legislação e para os tribunais

Não leva em consideração que a superfície da terra é

hierarquicamente organizada no espaço

Áreas de concentração de trabalho ambiental como encostas, foz de

rios, praias, cidades correm o risco de serem sub-avaliadas

Áreas de concentração de trabalho ambiental como encostas, foz de

rios, praias, cidades correm o risco de serem sub-avaliadas

O método da Área-Tempo também não reconhece os surtos de pulsos de

produção que ocorrem a diferentes tempos

Sol Chuva Água MatériaOrgânica

FósforoSedimentosOndas naPraia

Marés Uso dePetróleo e

Gás

Comérciode Peixes

PescaEsportiva

Bens eServiçosExternos

Ordem de Transformidade Solar

Assinatura de Emergia - Zona Costeira do Texas


Assinatura de Emergia

Em

potê

ncia

(E2

1 S

eJ/

an

o)


Assinatura de Emergia da Agricultura Dinamarquesa em 1936, 1970 e 1999.

(Dados em E+20 sej/ano)

Haden, Andrew C.

Emergy Evaluations of Denmark and Danish Agriculure

Ecological Agriculture, 37, Março, 2003

Swedish University of Agricultural Sciences, Upsala, Suécia




Coleta de RSU em RomaColeta de RSU em Roma

• Cenário 0 – Disposição em Aterro Sanitário – Caso Real de Roma

• Cenário 0 – Disposição em Aterro Sanitário – Caso Real de Roma

• Cenário 1 – Aterro Sanitário com Recuperação de Biogás para Produzir Eletricidade

• Cenário 1 – Aterro Sanitário com Recuperação de Biogás para Produzir Eletricidade

• Cenário 2 – Triagem para produzir Eletricidade, Biogás, Metais Ferrosos e Compostagem

• Cenário 2 – Triagem para produzir Eletricidade, Biogás, Metais Ferrosos e Compostagem

• Cenário 3 – Incineração Direta do RSU para Geração de Eletricidade

• Cenário 3 – Incineração Direta do RSU para Geração de Eletricidade

Assinatura de Emergia para o Cenário 2

Cherubini, F.; Bargigli, S.; Raugei, M.; Ulgiati, S.

Depto de Química, Universidade de Siena, Itália


Recursos de Água

Fluxo

Diverg

ente

Assentamentos Humanos

Fluxo

Converg

ente

Oceanos

Vapor

Ciclos da Terra

Rio

Chuva

Esquema em Corte da Circulação de Água e da Terra

Sol

Rede Fluvial Convergente e Divergente, Mostrando a Localização Histórica das Cidades em Zonas de Alta Transformidade e Alta Emergia

Disponível.

• Papel Especial do Ciclo Hidrológico na Organização da Geobiosfera

• Acoplamento da Energia Solar com as Energias da Terra

• Leva Energia Química Potencial – Pureza

• Leva Energia Potencial

• Dois Tipos de Energia Potencial

• Potencial Geológico

• Potencial Químico

• Duas Transformidades Solares Médias para a Chuva


Recursos de Água

Chuva

1. Transpirado pelas Plantas

2. Superfície ou subsolo

Dois Fluxos

Multiplicar a Transformidade Adequada pela Energia Disponível Utilizada em Cada um dos Fluxos

Avaliação da Emergia

1. Transpirado pelas Plantas

Energia Utilizada: Energia Livre de Gibbs para a diferença de concentração entre a água da chuva e água de alta salinidade mantida dentro das folhas pelo sol e pelo

vento.Para uma vegetação típica: é cerca de 5

J/g de água transpirada

2. Superfície ou Subsolo

Energia Utilizada: Energia Geopotencial convertida em Trabalho Friccional pela

Água Corrente.O Cálculo desta Energia Física é o Produto da Mudança de Nível pela

Densidade da Água e pela Gravidade


Ecosistemas

Panorama Ambiental é

Originalmente Composto de

Muitos Tipos de Ecosistemas

•Florestas

•Alagados

•Cerrados

•Lagos

•Etc

Contabilidade da Emergia• Classificação e Mapeamento de

Ecosistemas e suas Contribuições• Avaliação dos Ecosistemas como um

Todo• Avaliação dos Processos e dos

Componentes Importantes• Diagramas de Sistema• Tabela de Avaliação da Emergia• Tabela de Transformidades• Tabela de Emergia Armazenada

Avaliando Recursos Ambientais

Mangue

Formaçãode CanaisProcessos

do Mangue

SolVento

Pequenos

Animais

Chuva,Rios

Diagrama de Energia para o Mangue

Base para Avaliação Emergética

Maré

Pesca

Peixes

Solos de Turfa

Ecosistemas


Ecosistemas

Emergia Anual das Entradas para 1 ha de Mangueno Noroeste da Flórida

Item, Unidades Dados

Transformidade Solar

(sej/unidade)

EmergiaSolar

(x 10 14 sej/ano)

Em$

($/ano)*

Notas

JuncusSol Direto, J 5,95 x 10

13

1 0,60 30 1

Absorção da Maré, J 0,7 x 10 10

23.564 1,65 84 2

Transpiração, J † 7,3 x 10 10

15.423 11,30 565 3

Total (Itens 2 +3) ‡

12,95 648 4

* Dólar de 1990, obtido pela divisão dos valores de emergia anual por 2,0 x 10 12 sej/dólar de 1990† Transpiração do Mangue, que é a água fresca utilizada e inclui os fluxos vindos da terra e do mar. A Transpira-ção integra

as entradas combinadas de energia de insolação, energia absorvida do vento, gradientes de pressão de vapor no ar e a atividade da água fresca das águas dos estuários.

‡ Aqui a maré é adicionada como um contribuição separada e não inclui a trasnformidade da chuva.1 Insolação de Gainesville com 10% de albedo:

(1,58 x 10 6 kcal/m²/ano).(1-0,10).(1 x 10 4 m²/ha).(4.186 J/kcal)= 5,95 x 10 13 J/ha/ano.2 Um quarto (25%) da maré de 80 cm absorvida:

(0,25).(1 x 10 4 m²).(0,5).(0,8m).(1.025 kg/m³).(9,8 m/s²).(705 marés/ano) = 0,7 x 10 10 J/ano3 Transpiração do Mangue, 4,0 (?) mm/dia por 365 dias = 1.460 mm:

(1,46 m).(1,0 x 10 4 m²).(1 x 106 g/m³).(5 J/g) = 7,3 x 10 10 J/ano4 Soma dos Itens 2 e 3


Ecosistemas

Transformidades Solares de Componentes e Processos de um Mangue

Item Emergia Solar

(sej/ha/ano )

Energia(J/ha/ano)

Transformidade Solar(sej/J)

Notas

Processos, Tempo de Reposição Menor que 1 Ano

Insolação Solar 1 1

Juncus 12,95 x 10 14

Fotossíntese Bruta 6,1 x 10 11 2.119 2

Fotossíntese Diária Líquida 3,9 x 10 11 3.320 3

Fotossíntese 24 horas Líquida

1,91 x 10 11 6.780 4

Biomassa Viva Sobre o Solo 1,86 x 10 11 6.962 5

Biomassa Morta Sobre o Solo

1,17 x 10 11 11.068 6

Produção de Detritos 1,47 x 10 11 8.809 7

Matéria Orgânica do Subsolo

1,54 x 10 11 7.662 8

Sedimento Peaty 3,69 x 10 11 3.509 9

Peixes, Caranguejos, Camarões

4,2 x 10 11 1,37 x 10 4 3,0 x 10 7 10

Formação de Canais pela Maré

3,3 x 10 16 19,6 x 10 6

1,6 x 10 9 11

* Quociente das duas colunas anteriores (Emergia Solar/Energia). As Transformidades Solares são Baseadas na Tabela do Slide Anterior

1 Unidade por Definição.2-9 Emergia, 12,95 x 10 14 sej/J/ano da Tabela do Slide Anterior.2 Energia em Produção Bruta:

(5 g C/m²/dia).(8 kcal/g C).(4.186 J/kcal).(365 dias/ano).(1 x 10 4 m²/ha)= 6,11 x 10 11 J/ha/ano

3 Energia na Produção Diária Líquida:(3,2 g C/m²/dia).(8 kcal/g C).(4.186 J/kcal).(365 dias/ano).(1 x 10 4 m²/ha) = 3,9 x 10 11 J/ha/ano

4 Energia em 24 Horas de Fotossíntese Líquida:(1,57 g C/m2/dia).(8 kcal/g C).(4.186 J/kcal).(365 dias/ano).(1 x 10 4 m²/ha) = 1,91 x 10 11 J/ha/ano

5 Biomassa Viva sobre o Solo, base seca 1.111 g/m², tempo de reposição 1 ano:(1.111 g/m2).(4 kcal/g).(4.186 J/kcal).(1/ano).(1 x 10 4 m²/ha) = 1,86 x 10 11 J/ha/ano

6 Energia no Subsolo e Produção Líquida Anual de Detrito:(0,7 g C/m2/dia) .(11 kcal/g C).(4.186 J/kcal).(365 dias/ano).(1 x 10 4 m²/ha) = 1,17 x 10 11 J/ha/ano

7 Biomassa Morta sobre o Solo, base seca 880 g/m², tempo de reposição 1 ano:(880 g/m2).(4 kcal/g).(4.186 J/kcal).(1/ano).(1 x 10 4 m²/ha) = 1,47 x 10 11 J/ha/ano

8 Biomassa no Subsolo, base seca em g/m² (Kruczynski et al., 1978); tempo de reposição 5(?) anos:

(4.600 g/m²).(4 kcal/g).(4.186 J/kcal).(1 x 10 4 m²/ha)/5 anos = 1,54 x 10 11 J/ha/ano9 Sedimento Peaty, espessura 1 m: 10,5% de matéria orgânica, densidade aparente 0,7 (Coultas

e Calhoun, 1976); tempo de reposição 100 (?) anos:(0,105).(1 x 10 4 m²/ha).(0,7 x 106 g/m²).(12 kcal/g).(4186 J/kcal)/100 anos = 3,69 x 1011 J/ha/ano

10 Peixes, Caranguejos e Camarões, 8,2 g de peso conservado por m²; tempo de reposição 2 anos; 5000 mg de detrito/m² de canais/dia (Holmer, 1977; Hall et al., 1986; Figura 2.6); transformidade dos detritos = 11.000 sej/J

Fluxo de Emergia(5 g/m²/dia).(365 dias/ano).(5 kcal/g).(4.186 J/kcal).(11000 sej/J) = 4,2 x 10 11 sej/m² canal/ano

Fluxo de Energia(8,2 g/m²/2 anos).(0,2 seco).(4 kcal/g).(4.186 J/kcal) = 13.730 J/m²/ano

11 Formação de canais terrestres pela maré se gerados em 100 anos. Metade da energia da maré por área de mangue alagado-drenado – item 2 do slide anterior.

Emergia: (100 anos).(3,3 x 10 14 sej/ha/ano) = 3,3 x 10 16 sej/há

Energia do deslocamento da lama: 2 m de profundidade, 10% da área, 1.000 kg/m³ de lama deslocada, centro de gravidade 1 m.

(0,1).(1 x 10 4 m²/ha).(2 m profundidade média).(1.000 kg/m³).(1 m).(9,8 m/s²) = 19,6 x 10 6 J/ha


Ecosistemas

Avaliação da Emergia Armazenada em 1 ha de Mangue Típico do Noroeste da Florida

Item, Unidades Dados Transfor-midade Solar

(sej/unid) †

Emergia Solar

(x 1014sej)

Em$*

(1990 $)

Notas

Mangue de Juncus

Biomassa Viva Sobre o Solo 1,86 x 10 11

6.962 13,0 650 1

Biomassa do Subsolo do Mangue

7,5 x 10 11

7.662 57,0 2.850 2

Biomassa Morta Sobre o Solo

1,17 x 10 11

8.809 10,0 500 3

Sedimento Peaty 3,69 x 10 11

3.509 13,0 650 4

Total 100,0 4.800

Peixes, Caranguejos, Camarões

17,7 x 10 6

31 x 10 6 5,4 270 5

Estrutura de Canais da Maré

19,6 x 10 6

1,6 x 10 9 313,0 15.650 6

* Dólares de 1990 obtidos pela divisão dos valores de EMERGIA anual por 2,0 x 10 12 sej/US$ 1990† Slide anterior1 Biomassa Viva Sobre o Solo, base seca 1.111 g/m²:

(1.111 g/m²).(4 kcal/g).(4.186 J/kcal).(1/ano).(1 x 10 4 m²/ha) = 1,86 x 10 11 J/ha

2 Biomassa do Subsolo do Mangue, base seca 4600 g/m² (Kruczynski et al., 1978):

(4.600 g/m²).(4 kcal/g).(4.186 J/kcal).(1 x 104 m²/ha)/5 anos = 1,54 x 1011 J/ha/ano

3 Biomassa Morta sobre o Solo, base seca 880 g/m²:

(880 g/m2).(4 kcal/g).(4.186 J/kcal).(1/ano).(1 x 104 m²/ha) = 1,47 x 10 11 J/ha/ano

4 Sedimento Peaty, espessura 1 m: 10,5 % de carbono orgânico (Coultas e Calhoun, 1976):

(0,105).(1 x 10 4 m²/ha).(0,7 x 10 6 g/m²).(12 kcal/g).(4186 J/kcal)/100 anos = 3,69 x 1011 J/ha/ano

5 Nekton Grandes nos Canais da Maré: 5,3 g de peso preservado/m² (Homer, 1977); usando 10% da área dos canais da maré:

(5,3 g/m²).(1 x 10 4 m²/ha).(0,2 seco).(4 kcal/g).(4.186 J/kcal) = 17,7 x 10 6 J

6 Canais da Maré cobrindo 10% (?) da área; trabalho de escavação:

(0,1).(1 x 10 4 m²/ha).(2 m profundidade média).(1.000 kg/m³).(1 m).(9,8 m/s²) = 19,6 x 10 6 J/ha


Ecosistemas

Ecosistema do Oceano Meridional

Circu-lação

Fitoplâncton

Luz Solar

ColheitaAtmosfera e

Oceanos

Krill

Outros

Baleia

Diagrama de Energia para Espécie Dominante

Item Dados Notas

Área de Oceano por Baleia 3,8 x 10 7 m² 1

Emergia Anual Suportando cada Baleia 3,5 x 10 17 sej/ano 2

Emergia Armazenada em uma Baleia Média

52,5 x 10 17 sej 3

Emdólares ($ 1990) $2,6 x 10 6 4

1 Uma área de 3,8 x 10 13 m² da área entre a Convergência Antártica e o Gelo Polar suportava originalmente 1 milhão de baleias de barbatana (Knox, 1984).

2 Metade da EMERGIA Solar por Território de Baleia = EMERGIA Solar Anual da Terra (9,44 x 10 24

sej/ano) Vezes a Fração de Área da Terra por baleia (3,8 x 10 7 m²/5,1 x 10 14 m²).3 Tempo de Vida Médio (15 anos) Vezes a EMERGIA anual por Baleia.4 EMERGIA por Baleia (52,5 x 10 17 sej) dividida pela relação US$ dólar/EMERGIA de 1990 (2,0 x 10 12

sej/$) Fonte: Modificado por Odum de Odum, Diamond e Brown, 1987, Emergy Analysis Overview of the

Mississipi River Basin.

Avaliação da Emergia de uma Baleia Média

2,6 milhões de dólares

Diagrama de Energia para o Ecosistema do Oceano Meridional para Avaliação de uma

Baleia

Espécie Dominante


Mitigação

Avaliação de Emergia de Ecosistemas para Mitigação (x 10 14 sej/ha)

Item Plantação de Floresta

Floresta Tropical *

Mangue †

Contribuição Anual 3 6 13

Armazenado no Ecosistema 15 1.530 467

* Da Tabela 12.1 do Mesmo Livro† Tabela 7.3 (Odum e Hornbeck, 1995)

Equivalência Quantitativa entre Ecosistemas

Quanto um Tipo de Ambiente Vale em Relação a Outro?

Gerenciamento do Ambiente e de Desenvolvimento

Política (ou Banco) de Mitigação

Compra de Áreas para Restauração de RecursosCréditos de Mitigação para Projetos de

DesenvolvimentoDeslocamento de Projetos de Áreas Protegidas

Substituição de um Ganho Ambiental por uma PerdaAvaliação por Emdólares


Parques Naturais

Parque Nacional de Everglades

Recursos de

Energia

Visitantes$

Insta-lações

Biodiversidade

Ambiental

Bens e Serviço

s

Orçamento Federal

$$

Visitantes

Experiência

$

5,6

7,5

242256

$

6,8

E20 sej/ano E6 $/ano

Diagrama de Energia e Resumo da Avaliação de EMERGIA para o Parque Nacional de Everglades, Florida, EUA – Tabela no Próximo Slide


Principais Entradas de EMERGIA para o Parque Nacional de Everglades, Florida, EUA

Item, Unidades DadosBrutos

(unid/ano)

Transfor-midade Solar

(sej/unid)

Emergia Solar

(x 10 20

sej/ano)

ValoresEm$*(x 10 6

1985 $)

Notas

Orçamento dos Parques Federais, $

7,5 x 10 6 2,2 x 10 12

0,16 7,5 1

Visitantes, $ 242 x 10 6 2,2 x 10 12

5,32 242,0 2

Combustíveis, J 1,71 x 10 14 6,6 x 10 4

0,11 5,1 3

Concessões no Parque, $

1,56 x 10 6 2,2 x 10 12

0,034 1,56 4

Chuva, J 2,9 x 10 16 1,82 x 10 4

5,2 237,0 5

Fluxo de Água Fresca, J 2,7 x 10 15 4,8 x 10 4 1,3 59,0 6

Marés, J 2,15 x 10 15 1,6 x 10 4 0,34 17,2 7

Ambiental, Total 6,84 313,0 8

Sociedade, Total 5,62 256,0 9

1 Orçamento para Parques Federais dos Arquivos de Parques Nacionais US $ 7.520.000,00

2 780.000 Pessoas por Ano Visitaram o Parque (Resumo Estatístico da Florida, Bureau de Pesquisa Econômica e de Negócios da Flórida, 1988):

($ 80/dia/pessoa).(2 pessoas/viagem) + (150 US$/viagem) = US$ 310/pessoa, US$ 2,42 x 10 8

3 Combustível Utilizado em Barcos e Carros:Barcos: 6.500 viagens de barco/ano; 20 gal/viagem; 4,71 x 10 9 kcal/anoCarros: 100.000 viagens de carro/ano; 10 gal/viagem; 4,09 x 10 10 kcal/anoBarcos e Carros: 4,09 x 10 10 kcal/ano

4 Arquivos do Serviço Nacional de Parques, US$ 1.560.000,00.

5 Área de Terra do Parque:(3,24 x 10 9 m²).(1,52 m/ano).(1.000 kg/m³).(4,94 x 10 3 J/kg) = 1,46 x 10 16 J/ano

Baia da Flórida:(2,43 x 10 9 m²).(1,2 m/ano).(1.000 kg/m³).(4,94 x 10 3 J/kg) = 1,44 x 10 16 J/ano

6 Energia Potencial Química do Fluxo de Entrada de Água Fresca:(450.000 acres-pés/ano).(1.233 m 3 /acre).(1.000 kg/m³).(4.940 J/kg) = 2,74 x 10 15 J/ano

7 (2,42 x 10 9 m² bar área).(0,5). (7,06 x 10 2 marés/ano).(0,5 m).(0,5 m de variação).(9,8 m/s²). .(1,03 x 10 3 kg/m³) = 2,15 x 10 15 J/ano

8 Soma dos Itens 5 – 7

9 Soma dos Itens 1 – 4

Fonte: Simplificado de DeBellevue et al., 1979 e Gunderson, 1989, os quais incluem outros itens menores

Parques Naturais


Mineração e Minerais

Depósitos de Fosfato na Florida

SolVento

FósforoNos

Mares

RochaDe

FósforoVegetaçã

o Terrestre

Chuva

Combustíveis

Eletricidade

Rocha Calcárea com 1%

P

6,5

$16

3,8

Isostasia

2,3

E13 sej

Bens Serviços

ÁguaÁcid

a

Mine-ração

Fabri-cação

de Fertili

-zante

s

Trans-porte

2,3

Pântano

Diagrama de Energia para o Processo Geológico de Formação de Depósitos de Fosfato na Florida, EUA – Tabela no Próximo Slide


Avaliação Emergética da Formação e Mineração de Fosfato na Flórida

(Formação e Mineração de 200 kg de Rocha com 10 % de P após sua Concentração de 2.000 kg da Rocha Calcárea Original pela Percolação em Águas de Pântano Ricas

em Matéria Orgânica)*

Item Dadose

Unidades

Transfor-midade Solar

(sej/unid)

Emergia Solar

(x 10 12

sej)

Notas

Rocha de Fosfato Formada, 200 kg

Sol Direto, 10 m² de terra 2,31 x 10 14 J 1 23,0 1

Rocha Calcárea Marl Uplift 2 x 10 6 g 1,0 x 10 9 J/g 200,0 2

Chuva e Correnteza 1,87 x 10 10 J 1,82 x 10 4 340,0 3

EMERGIA Solar Total para Formação da Rocha (2 + 3)

540 4

Rocha de Fosfato Minerada, 180 kg

Serviços $ 2,84 4,1 x 10 12 11,6 5

Combustível 1,58 x 10 8 J 6,6 x 10 4 10,4 6

Eletricidade 7,03 x 10 6 J 2,0 x 10 5 141,0 7

EMERGIA Solar Total para Rocha de Fosfato Minerada (4 + 5 + 6 +7)

703,0 8

EMERGIA Solar por Unidade Calculada pela Divisão da EMERGIA Solar Total Usada Previamente pela Energia ou Peso Respectivamente

Item Transformidade Solar(sej/J)

Emergia Solar por Massa Notas(sej/g)

Rocha de Fosfato no Chão

7,7 x 10 6 2,7 x 10 9 9

Rocha Minerada 10,1 x 10 6 3,9 x 10 9/g fosfato 101,78 x 10 10/g P 10

* Tempo para desenvolvimento do depósito de fosfato estimado através da taxa de percolação através dos pântanos da Flórida: 10 % da chuva sobre 10 m² corre para uma área estimada de pântano de 1 m²; 2,5 cm/semana (130 cm/ano) percola carregando 100 mg/L de matéria orgânica que oxida gerando ácido que dissolve a rocha calcárea durante a percolação.

(1,3 m³/m²/ano).(100 g org/m³).(72/180 g C/g org)/(12 g C/mol) = 4,33 mol/m²/ano Para dissolver 90% de uma rocha de densidade 1,9 a 4,33 mol/m²/ano:

(1 x 10 6 cm³/m³).(1,9 g/cm³).(0,9)/(100 g/mol CaCO3) = 1,71 x 10 4 mol de CaCO3

(1,71 x 10 4 mol de CaCO3/m³ de rocha)/ 4,33 mol/m²/ano) = 3.949 anos

1 Sol Direto sobre 10 m² de área de onde converge a água para 1 m²:(10 m²).(1,4 x 10 6 kcal/m²/ano).(4.186 J/kcal).(3.949 anos) = 2,31 x 10 13 sej/10 m²

2 Energia Solar Direta sobre o ecosistema que opera no estuário acumulando marl das conchas, 1 m³ em volume por 10 m². Mesmo valor da nota 1, 2,31 x 10 13 sej/10 m²

3 Correnteza da Chuva, 10 % da água de chuva sobre 10 m² convergindo para o pântano e operando na vegetação e no período de ataque ácido na rocha calcárea:

(1,08 m/ano de chuva utilizada).(10 m ²).(1 x 10 6 g/m³).(4,4 J/g).(0,10) = 4,75 X 10 6 J/ano(4,75 X 10 6 J/ano).(3.949 anos) = 1,87 x 10 10 J água de chuva/10 m²

4 EMERGIA Solar (total de 2 e 3). Energia livre de Gibbs na concentração de fósforo em relação às soluções que prevalesciam e das quais o fósforo foi primeiramente concentrado pelas conchas e peixes para 1 % e em seguida pela solução do pântano para 10%. Equilíbrio da Solução com fosfato sólido tomado como 1 ppm:

Energia Livre/g = (8,33 J/mol/grau/300 graus) 1,0 . ln = 348 J/g (33 g/mol) 0,01

Índice de fósforo concentrado inicialmente em 1 %, com uma densidade de 2 g/cm³(0,01).(1 x 10 6 cm³/m³).(2 g/cm³).(348 J/g) = 6,96 x 10 6 J/10 m²

5 Serviços, rocha de fosfato, US$ 15,8/ton em 1977 quando a EMERGIA Solar/US$ era 4,1 x 10 12 sej/$:

(180 kg de rocha).($ 15,8 x 10 -3/kg) = US$ 2,84

6 Combustível para mineração, 1 ton:(318 x 10 10 kcal/15,1 10 6 ton) = 2,1 x 10 5 kcal/ton (Rushton, 1981)(180 kg/1000 kg/ton).(2,1 x 10 5 kcal/ton).(4,186 J/kcal) = 1,58 x 10 8 J

7 Eletricidade:1400 x10 10 kcal/15,1 x 10 6 ton = 9.327 kcal/ton(180 kg/1000 kg/ton).(9.327 kcal/ton).(4,186 J/kcal) = 7,03 x 10 6 J

8 Soma dos Itens 4 a 7 9 Transformidade Solar da rocha de fosfato não minerada, 200 kg por rocha:

Energia de Gibbs: (200 kg).(1000 g/kg).(348 J/g) = 6,96 x 10 7 J(540 x 10 12 sej)/(6,96 x 10 7 J fosfato) = 7,75 x 10 6 sej/J rocha não minerada de fosfatoEMERGIA/g: (540 x 10 12 sej)/(2 x 10 5 g fosfato) = 2,7 x 10 9 sej/J rocha não minerada de fosfato

10 Transformidade Solar da rocha de fosfato minerada:(703 x 10 12 sej)/(6,96 x 10 7 J fosfato) = 1,01 x 10 7 sej/J fosfato mineradoEMERGIA Solar por massa:Por grama de fosfato: (703 x 10 12 sej)/(1,8 x 10 5 g fosfato) = 3,9 x 10 9 sej/g fosfato mineradoPor grama de P, 22% fosfato de cálcio: (703 x 10 12 sej)/(0,22).(1,85 x 10 5 g fosfato) = = 1,78 x 10 10 sej/g P




Combustíveis, Eletricidade,Bens e Serviços

SolVento

Minério

Ecosistema

Chuva

Água

C

A

R

Emergia Líquida = R – E – A - C

RendimentoProcesso

DeMineração

E

Sobre-carga

Solo Estética

EconomiaPrincipal

Diagrama de Energia para Mineração, Interrupção das Contribuições Ambientais e Recuperação. A Avaliação de EMERGIA Líquida é Igual ao Rendimento Menos as Perdas Ambientais


Emergia de Recuperação e Restauração de Terras após aMineração de Fosfato na Flórida

Item Dados Emergia Solar/Unidad

e(sej/unidade)

EmergiaSolar

(x 10 14 sej/ano)

Em$*

(x 10 9 1992 $)

Notas

MineraçãoCombustíveis Motores 1,32 x 10 16 J 6,6 x 10 4/J 8,70 0,500 1

Eletricidade 5,9 x 10 16 J 2,2 x 10 5/J 118,00 8,400 2

Serviços $ 1,39 x 10 9 4,4 x 10 12/1977 $ 62,00 4,400 3

Rendimento do Fosfato 9,56 x 10 13 g 3,9 x 10 9 sej/g 3,720,00 264,000 4

AmbienteCusto do Litígio 0,11 x 10 9 $ 4,4 x 10 12/1977 $ 4,80 0,340 5

Água Retirada 3,8 x 10 14 J 4,8 x 10 4/J 0,18 0,012 6

Produção Retirada da Terra

1,89 x 10 17 J 1 x 10 4/J 18,90 1,340 7

* Fluxo de EMERGIA dividido por 1,4 x 10 12 sej/1992 $1 – 6 Do Plano de Impacto da Mississipi Chemical Corporation.6 Energia Livre de Gibbs da água fresca em relação à transpiração das folhas das plantas.3,5 Custos Estimados de 1977:

(15,8 US$/ton).(9,56 x 10 7 ton) = US$ 1,51 x 10 9.Fonte: Modificado de uma avaliação de mineração em Hardee County by Rushton (1981).



Recursos Renováveis

AgriculturaExploração de

FlorestasAquacultura

Pesca

Entradas Ambientais:Sol

VentoChuvaÁgua

RochasMaréEtc.

Entradas Adquiridas:Mão de Obra

ServiçosCombustíveisEletricidade

EquipamentosMateriais

Etc.

Dependendo da Intensidade do Uso

EconômicoEntradas Ambientais contribuem de 5% a 95% da Emergia dos

Produtos


Impacto

Inventário de Interações de Impactos em um Sistema

Ações de Impactos na Primeira Linha

Prováveis Interações nas

Células da Tabela

Leopold et al., 1981Matriz ou Tabela de

Impactos

Pro

pri

ed

ad

es A

mb

ien

tais

na P

rim

eir

a

Colu

na

Informação

Energia Usada

Fluxo de Materiais para Fora

Materiais

Produtores

Fontes de

Energia

Consumidores

Fonte de

Materiais

Reciclagem de materiais

Diagrama de Energia de SistemaH. T. Odum, 1972

Wang et al., 1980


Impacto

Sol

VentoVaporD’água

Chuva

Água com Efluentes de Lavagem de

Baterias

Mortalidade Tóxica

S

Espécies

Externas

Reciclagem Fraca de Pb

Correnteza na Terra

H+

Pb

Pb

Biomassa

PlantasAquática

sFlutuant

es

Pb

Biomassa

Ciprestes e Gum

PbMadeira

Morta e Lixo

Castoresna Natureza

Pb

Peixes

Pb

MicróbiosMicrozoários

Pb

Detritos de Lignina

PbS

H+

Pb

Água

Fluxo de Água para Fora

Trabsoiração

Fluxo Pequeno de

PB

Avaliação de Alternativas para Recuperação de Chumbo de Baterias Automotivas (1992). Projeto da D. T.

Sendzimir Foundation com a Universidade da Flórida.

Diagrama de Energia para o Pântano Sapp, um Terreno Alagado de Ciprestes que Filtrava a Água Ácida de

Lavagem de Baterias no Condado de Jackson, Florida. As Linhas Grossas Indicam os Caminhos Principais do

Chumbo, sua Filtração e o Impacto.


CiprestesPoça de Resina

Recursos do

Ambiente

EstoquesPeat: 555

Chumbo: 16,6

Impacto

Planta para Recuperação de

Baterias e Tratamento Químico

de Efluentes

SappLavagem

de Baterias

E 16 sej

Água

Ar

Terra

Ácido: 30

1,2

2,2

65.700

Baterias: 65.700

52

139

ServiçosEquipamentos, Mão-de-Obra, Eletricidade, Produtos Químicos

Reuso de Chumbo: 65.000Reuso de Plástico: 413

Reuso de Ácido: 28

Sol

Água

Ar

Terra

BateriasÁcido

Bens e Serviços

Reuso de Chumbo

65.000

Chumbo

Águas:

3,8Ácido:

28

E 16 sej

2,2

0,8

3,5

Avaliação de Emergia dos Métodos Tecnológicos

Avaliação de Emergia da Lavagem Ácida com o Pântano Recebendo

os Efluentes

Avaliação de Emergia do Impacto do Chumbo no Pântano Sapp, Florida *

Item X 10 16

sej/ano

Em$/ano

†

Notas

Produção Anual antes do Impacto

7,10 47.333 1

Fluxo de Entrada de Chumbo 2,47 16467 2

Produção Anual depois do Impacto

2,20 14.666 3

* Área de 29,2 de Superfund, Condado de Jackson, Florida† Emergia Solar dividida por 1,5 x 10 12 sej/J1 Baseado na Produção Primária Bruta e numa Transformidade Solar de 1.317 sej/J2 Baseado na Emergia Solar por Massa de 7,3 x 10 10 sej/g3 Baseado na Análise da Curva Diurna do Oxigênio nas Águas e na Estimativa do Índice

de Área de Folha para a Contribuição das ÁrvoresFonte: Dados de Pritchard, 1992.

Recuperação

DeChumbo


Ecosistemas Marinhos

Petróleo do

Alaska

Imagens Ambientai

s

Impacto

Extração e Transmissã

o

5,1

0,49

EMERGIA dos Serviços em Resposta à

Pressão Pública

Vazamento de Petróleo

79

7

132

E 20 sej

2,3

0,8

2,3

EMERGIA do Vazamento de Petróleo do Exxon Valdez e o Papel de sua Informação Baseado em 1 Hora de Transmissão de Televisão e 0,5 Hora de

Recepção por Pessoa

TV

Recepção de

TVAudiênc

ia

$

Danos à Biota

Informação

Imagens

Compartilha-mento da

Informação

Resposta da EXXON

Corp

EMERGIA da Informação

Compartilhada

Preocupação pelo

Ambiente Acumulada

8 Dias de Interrupção

47,7

Transporte de Petróleo

para os EUA

•O Diagrama Acima é uma Avaliação Emergética Aproximada da Maneira que as Redes de Televisão Podem Ter Causado uma Resposta não Apropriada para o Vazamento de Petróleo do Navio Valdez em Prince William Sound no Alaska. A Avaliação Emergética Feita com o Apoio da Sociedade Cousteau, Abrangeu o Vazamento de Petróleo, Interrupções no Oleoduto, Dano Ecológico, Ruptura Social, Operação do Oleoduto no Alaska, Alternativas de Suprimento e a Economia Global do Alaska (M. T. Brown et al., 1973; Woithe, 1992). Os Fluxos de EMERGIA da Indústria da Televisão Foram Avaliados para Uma Hora de Cobertura do Valdez no Verão de 1989, Conforme é Mostrado na Tabela do Slide Seguinte.

•A Exxon Pagou US$ 3,5 bilhões para o Sistema do Alaska até 1994, como Resposta à Reação Pública Mundial, Desviando de Outros Fluxos Normais da Economia Mundial. Outras Pendências em Julgamento em 1994 Somavam US$ 5 bilhões. O Diagrama Sugere que Houve uma Amplificação de EMERGIA de 100 Vezes Quando o Ciclo de Extração e Divulgação da Informação Atingiu Milhões de Pessoas, Canalizando Bilhões de Dólares para Prince William Sound.

Caso Exxon ValdezImpacto Amplificado pela

Informação


Impacto

Avaliação de Emergia do Impacto do Chumbo no Pântano Sapp, Florida *

Item EMERGIA(x1020 sej)

Em$*(milhões

$)

Nota * Expresso em Dólares de 1991 usando 1,6 x 10 12 sej/$.

1 Avaliação do Vazamento de Petróleo: 4,0 x 10 20 sej em perda de petróleo.2 de Woithe, 1992.3 Assumir que a EMERGIA da informação transmitida foi aquela requerida para criar a imagem (EMERGIA do dano).4 Dados para cópia e transmissão pela TV extraídos da Tabela 12.5 do livro: 42,7 x 10 22 sej/8760 horas/ano = 0,49 sej/h.5 Recepção nos EUA da Tabela 12.5: 14,0 x 10 22 sej/ano. (365 dias).(7h/dia) = 2555 h/pessoa assistindo TV:

(14,0 x 10 22 sej/ano)/(2555 h) = 0,55 x 10 20 sej/h audiência

6 EMERGIA adicionada pelas pessoas assistindo TV ½ hora cada: EMERGIA por pessoa por hora da EMERGIA total anual dos EUA:

(365).(24) = 8760 h/ano(900 x 10 22 sej/EUA/ano).(0,5/8760 h/ano) = 5,1 x 10 20 sej

7 Total dos itens 4 a 7.8 $ 2,5 bilhões de gastos da EXXON e $ 0,1 bilhão do governo federal; metade gasto no Alaska e metade nos EUA:

(0,5).(2,6 x 10 9 $/ano).(8,6 x 10 12 sej/$) + (0,5).(2,6 x 10 9 $/ano).(1,6 x 10 12 $/ano) = 1,32 x 10 22 sej

9 Interrupção de 8 dias dos embarques de petróleo: 0,477 x 10 22 sej.

EMERGIA do Fenômeno (Vazamento) 4,0 250 1

EMERGIA do Dano 2,3 143 2

EMERGIA da Informação do Dano 2,3 143 3

EMERGIA de Copiar e Transmitir 0,49 30,6 4

EMERGIA da Recepção 0,55 34,4 5

EMERGIA de Ver e Compartilhar , EUA

5,1 318 6

Total Cumulativo 7,9 494 7

Resposta da EXXON e do Governo 132 8250 8

Fluxo de Óleo Interrompido 47,7 2981 9

•O Dano à Comunidade Foi Parcialmente Devido à Grande Quantidade de Dinheiro Pago que Injetou Muita Empotência numa Área Pequena e num Curto Período de Tempo sem Muitas Maneiras de Produzir Trabalho Útil.

A EMERGIA que Foi Desviada Foi muito Desproporcional a Qualquer Conceito de Reparo ou Reposição. Houve uma Super Amplificação Inadequada ao Conceito Fundamental de Maximizar ao Bom Uso e Produção de EMERGIA?

Impacto Cumulativo Expresso por um Único Número

Percentagem da Função Total do Sistema


Avaliação do Impacto Cumulativo

Conceito Difundido em Algumas Agências Governamentais

Propriedades Ambientais Importantes podem Acumular os Efeitos de Muitos Impactos Menores até que um Efeito Coletivo se Torne Grande o Suficiente para Exceder o Limiar de Sustentação

das Características Desejadas do Sistema Ambiental

Avaliação do Vários Impactos com Emergia

Denominador Comum para Diferentes Tipos de Unidades

Unidades de EmergiaPermitem que o Conceito de Avaliação do

Impacto Cumulativo seja Aplicado para a Energia Total do Sistema e para sua “Saúde”


Avaliação do Risco

Valor para Humanos

(Emjoules/$)

InfluênciaImpactante

Avaliação do RiscoEm$

ComponenteAmbiental

Risco é a probabilidade de um impacto ambiental indesejado

Dimensões do Risco

1. Quantidade de Itens em Risco

2. O Impacto Unitário do Evento

3. A Freqüência do Impacto

4. O Valor Dado ao Impacto pela Sociedade


Sumário

Sumário

Apresentação de Métodos e Exemplos da Contabilidade de Emergia das Contribuições e dos Impactos Ambientais Terras Águas Natureza Selvagem Produtos Coletados para Uso Econômico Índices Ambientais para Avaliação e

Gerenciamento Recursos Ambientais Sub-avaliados pelas Práticas

Usuais de Mercado podem ser Comparados com os Esforços Econômicos Humanos ou em Bases Equivalentes

8. Emergia Líquida de 8. Emergia Líquida de Combustíveis e EletricidadeCombustíveis e Eletricidade

Combustíveis

Rendimento Líquido de Emergia e Freqüência de ColheitaAlteração de Emergia Líquida com Processamento

Contabilidade Ambiental

Biomassa e Combustíveis Renováveis

Eletricidade

Localização de Plantas Industriais e Seu ResfriamentoAvaliação de Séries de Transformação de EnergiaAvaliação Emergética de Medidas de Conservação de Energia

Sumário

Emergia Líquida e Dióxido de Carbono Global

contabilidade ambiental emergia e tomada de decisão ambiental environmental accounting emergy and...

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