Reconhece-se nos documentos da Agenda 21 do Brasil que é necessário um novo modelo de desenvolvimento para o país e o mundo (MMA, 2000, Camargo, 2000). O sistema atual é insustentável tanto do ponto de vista social, econômico e ecológico (Leis, 1999) quanto energético (Brown, 1998). Nem os sistemas agrícolas, nem as economias regionais se sustentam em recursos renováveis. Vive-se um surto de crescimento que consome, em menos de dois séculos, os estoques que a natureza levou milhões de anos para criar.

Podemos dizer que a sustentabilidade é, ao mesmo tempo, um objetivo distante e uma ação atual coerente com a meta à longo prazo. Requer, ao mesmo tempo, soluções técnicas e políticas, análises simples e também multivariadas. A solução requer, sobretudo, do trabalho de criação de cenários futuros para oferecer alternativas e políticas públicas para o Desenvolvimento Sustentável.

Como fruto da discussão mundial em torno dessas questões surge a necessidade de avaliar a "Sustentabilidade". A sustentabilidade pode ser vista como a proporção de recursos renováveis usados no funcionamento de um sistema.
 

Os recursos precisam ser quantificados em uma mesma base; uma opção para isso é usar energia. Assim, a equação para cálculo do índice de renovabilidade proposta por Odum (1996) permite a medição da sustentabilidade, caso a análise do sistema seja completa e todos os fluxos de energia sejam ponderado adequadamente:
 

Para medir a sustentabilidade várias etapas de trabalho são necessárias:

1. Identificar todas as fontes de energia que usamos,
2. Qualificar essas energias em termos de sua renovabilidade e,
3. Obter o índice de renovabilidade energética (indicador da sustentabilidade):


Contribuições sociais são importantes para:

4. Estabelecer as políticas ambientais, sociais e econômicas para o Desenvolvimento Sustentável.

1. Energia calórica. Este método conduz a resultados errôneos, pois usa um conceito de energia restrito: a energia térmica disponível num certo instante, num certo processo. O método não mede toda a energia necessária para produção dos fluxos de energia e materiais consumidos no processo. Para fins de medição da eficiência de sistemas complexos, este método foi praticamente abandonado.
2. Energia agregada. Este método consiste em mapear o caminho dos insumos de um sistema a partir de suas matérias primas básicas e mensurá-los em termos de uma energia de referência. Este método usou como unidade de referência a energia calórica contida em um barril de petróleo. Todos os processos industriais podem descobrir seus vínculos com o energético fóssil mais usado e expressar seus produtos em termos de barris equivalentes de petróleo. A maior deficiência deste método está no fato de não mensurar os serviços do ambiente e do trabalho humano;
3. Exergia. A exergia pretende medir a energia disponível para realizar trabalho das substâncias e das energias disponíveis aos processos humanos. Esta metodologia deriva diretamente da Termodinâmica e, em alguns lugares é denominada Termo-Econômia. Ela se defronta com um problema de difícil solução que é a identificação das variáveis relativas à energia biológica proporcionada pelo ecossistema e, também, a sua mensuração;
4. Emergia. Esta metodologia surgiu da análise energética dos sistemas naturais usando como base a Termodinâmica. Ela resolveu o desafio da mensuração do conteúdo de energia dos fluxos provenientes da natureza (chuva, sedimentos, biomassa, energéticos fósseis, etc) medindo toda a energia que a biosfera usa para produzir esses recursos, em termos de energia solar equivalente. A metodologia evolui da análise dos sistemas naturais para os antrópicos. Estuda a economia humana como um subsistema da biosfera, com leis de vigência restrita que não valoram corretamente os insumos e produtos. A metodologia emergética avança e pode enfrentar o desafio de medir a energia do trabalho humano e das contribuições da biodiversidade;
5. Dinheiro. Visando complementar a contabilidade econômica tradicional alguns economistas estão enfrentando o desafio da valoração econômica dos serviços oferecidos pela natureza, sem alterar a valoração dos insumos da economia. A Economia Ecológica reconhece que a sociedade de consumo é inviável e acredita que o processo de reorganização social e a educação são fundamentais para mudar as atitudes individuais e coletivas. Ela já conseguiu estimar o valor dos serviços ambientais da biosfera em termos econômicos, porém ainda são poucos seus cálculos em termos de sistemas agrícolas.

Materiais e Métodos

Neste trabalho emprega-se a metodologia emergética proposta por Odum (1976, 1981, 1983, 1996, 1998) que já foi usada para analisar os sistemas agrícolas intensivos em energia não renovável dos Estados Unidos e Europa (Odum, 1987; Brandt-Williams e Odum, 1998; e Ulgiati et al., 1998). Contudo, Ortega e Polidoro (1998) e, posteriormente, Ortega e Miller (2000), em função das características peculiares da agricultura ecológica, propõem uma abordagem diferente, para valorar as contribuições da natureza à agricultura, as perdas e as externalidades do sistema. Este trabalho atende estes lineamentos metodológicos.

Diagrama de fluxo energético da Biosfera

Brown (1998) elaborou uma análise do desempenho emergético da Biosfera no século que está terminando, e descobriu que nesse período a taxa de renovabilidade global caiu de 95 para 27%. Nos países industrializados a queda foi até 5 - 15%.

Vale a pena re-examinar o diagrama anterior e identificar mais detalhadamente, na Figura 2, os estoques internos de energia da Biosfera que contribuem em grande medida para o funcionamento do sistema terrestre e a economia humana.

Diagrama de fluxo enérgico do sistema agro-ecológico

Assim como é possível analisar o sistema global é possível analisar subsistemas. Na Figura 3 mostramos um diagrama geral de fluxos de energia de sistemas agrícolas.

O mesmo diagrama se apresenta em forma resumida na Figura 4 e se incluem também as letras que identificam aos fluxos agregados de emergia.

Índices emergéticos e econômicos dos Ecossistemas Antrópicos:

No Brasil nas plantações de soja costuma-se plantar milho na entresafra. Nesta análise para facilitar a compreensão da metodologia emergética simplificamos o sistema (somente se planta soja). Os interessados no sistema completo poderão obter informações em trabalhos anteriores (Ortega e Miller, 2000). Fizemos um esforço para contabilizar: (a) as contribuições ambientais (nitrogênio, nutrientes da rocha mãe, controle biológico, etc.); (b) as perdas do ecossistema (solo, água, biodiversidade, pessoas); e (c) algumas das externalidades (tratamento de efluentes, tratamento médico, etc.). Usamos dados de Rio Grande do Sul e Paraná. Foram estudadas as três principais formas de produção: (a) Agroquímica (a mais usada até cinco anos atrás); (b) Herbicidas (a mais promovida atualmente); (c) Orgânica (a opção que está sendo descoberta por vários produtores).

Características da opção agroquímica: Grande perda do solo; captura de nitrogênio atmosférico; uso intensivo de fertilizantes químicos (fosfatados e potássicos) e agrotóxicos; uso intensivo de maquinaria; uso reduzido de mão de obra; perda por lixiviação os insumos; contaminação do solo, dos alimentos e da água; não contabiliza as externalidades.

Características da opção de herbicidas: Perda reduzida de solo (devido ao plantio direto); captura de nitrogênio atmosférico; uso intensivo de fertilizantes químicos(PK) e agrotóxicos; uso moderado de maquinaria; uso mínimo de mão de obra; uso intensivo de herbicidas (caros e intensivos em energia não renovável), perda por lixiviação dos insumos solúveis incluindo a nova poluição devida aos tensoativos (nos herbicidas); contaminação do solo, dos alimentos e da água com agrotóxicos, impacto dos genes na biota local; não contabiliza as externalidades.

Características da opção orgânica: Perda mínima de solo (devido ao uso de plantio direto e recomposição); captura de nitrogênio atmosférico; uso de fertilizantes químicos não-solúveis e esterco animal e vegetal; não usa agrotóxicos; uso moderado de maquinaria agrícola; uso amplo de mão de obra familiar; não usa herbicidas, mínima perda por lixiviação de dos insumos usados; não contamina o solo, os alimentos nem a água; praticamente não tem externalidades.

Resultados

Tabelas de resultados

Discussão:

1. A transformidade nos diz quanta energia solar se necessita para produzir um certo recurso. A agricultura de herbicidas precisou mais energia (209000) que os sistemas agroquímico (149000) e orgânico (120000).
2. A taxa de rendimento indica que todos os sistemas fornecem mais energia da que recebem da econômica. A produção orgânica (2,5) tem o melhor retorno indicando que é um sistema ecológico. A agricultura cquímica apresenta um valor intermediário (1,6). O valor da agricultura de herbicidas (1,3) indica que comparativamente usa mais recursos da economia e menos da natureza.
3. A taxa de investimento emergético mostra a relação entre os recursos da economia e os da natureza. A agricultura orgânica obteve o melhor índice (0,7). Os índices da agricultura química (1,6) e de herbicidas (3,4) apontam uma dependência crescente dos recursos da economia
4. As agriculturas química (8,2) e de herbicidas (10,3) apresentam o maior impacto ambiental. O índice da agricultura orgânica (0,7) indica que ela quase não produz aspectos negativos ao meio ambiente.




5. Analisando a porcentagem de renovabilidade percebe-se que mais da metade dos recursos usados na produção orgânica são renováveis (0,58). Os valores da agricultura química (0,11) e da herbicidas (0,09) indicam pouquíssima sustentabilidade.
6. A emergia que o agro-ecossistema cede nos produtos pode ser maior ou menor que a emergia que recebe proveniente das vendas. Geralmente a agricultura cede energia aos sistemas urbanos e perde capital natural e humano. Os sistemas baseados em herbicidas (3,4) e em produtos químicos (2,4) se descapitalizam mais que o sistema de agricultura orgânica (1,6).

Fig. 6.a Renovabilidade ou Sustentabilidade

Fig. 6.b Rentabilidade sistêmica

Fig. 6.c Rentabilidade simples




7. Os gráficos da Figura 6 mostram os valores de renovabilidade, rentabilidade sistêmica e rentabilidade simples versus os modos de produção organizados pelo seu valor de EIR, na ordem: orgânico, químico e herbicidas. As diferenças de rentabilidade simples entre as opções não são grandes e para surpresa nossa a opção orgânica mostra o melhor desempenho. A rentabilidade sistêmica mostra um comportamento similar ao gráfico de renovabilidade.

• Considerando apenas os aspectos econômicos, todos os modos de agricultura apresentam uma boa rentabilidade, porém, se forem considerada as perdas do sistema, a situação se modifica e a opção orgânica é de longe a melhor de todas.
• O sistema orgânico possui a maior rentabilidade econômica (simples e sistêmica) é também o maior índice de renovabilidade.

1. A agricultura orgânica é muito mais sustentável. A agricultura química e a de herbicidas requerem maior investimento de recursos não renováveis e colocam em risco a disponibilidade de recursos energéticos para as futuras gerações;
2. São necessárias políticas públicas que promovam, através de incentivos e punições, sistemas agrícolas mais sustentáveis, incentivando ações adequadas sob pena de que a Rentabilidade Econômica pese mais que a Sustentabilidade.

• Diminuir as perdas dos estoques internos do sistema;
• Diminuir as perdas de insumos;
• Incluir as externalidades como serviços adicionais;

• Incrementar a reciclagem e a produção de biomassa.
• Preservar e incrementar a biodiversidade nas áreas rurais;
• Promover a capacitação para usar mais recursos renováveis na agricultura;
• Incrementar a geração de emprego.