O documento analisa os impactos ambientais da produção de biodiesel de soja no Brasil. A produção convencional apresenta grandes impactos e não é sustentável devido ao uso intensivo de recursos não renováveis e emissões de CO2. Sistemas alternativos como o modelo Cooperbio são mais sustentáveis com menor impacto ambiental e maior rendimento de emergia.

1. Impactos ambientais da
produção de biodiesel de soja
Otávio Cavalett e Enrique Ortega
Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada

2.  A produção de biocombustíveis tem se tornado um
tópico importante na discussão mundial em recursos
energéticos.
 O biodiesel de soja ocupa um papel central na
discussão sobre biocombustíveis no Brasil.
 É apresentado como uma opção adequada para
substituir uma parte da demanda de petróleo.
Produção de biodiesel

3.  Com uma visão mais criteriosa de todas as etapas
do ciclo de vida da soja os benefícios não parecem
ser tão claros.
 Necessita de uma grande quantidade de materiais
e energia fóssil nas etapas agrícola, industrial e de
transporte.
 Os benefícios econômicos, sociais e ambientais da
produção vão depender da escala e do modo de
produção adotados.
Avaliação do impacto ambiental

4. Objetivo
Calcular e discutir indicadores
quantitativos do desempenho
ambiental, social e econômico
de cada etapa da cadeia de
produção de biodiesel de soja.

5. Análise de Intensidade de Materiais
Massa indireta degradada no processo (“Ecological
back-pack” Hinterberger and Schiller, 1998)
Análise Emergética
Contribuições diretas e indiretas em energia
solar equivalente (Odum, 1983; 1996)
Análise de Energia Incorporada
Energia comercial usada (Slesser, 1974
Herendeen, 1998)
Nutrients
Rain
Wind
Sun
Soil
Materials
Services
Soybean
Corn
Loses
$
$
$
Legal
reserve
Farmer
Corn
Soybean
Biodiversity
loses
Environmental
services
Metodologias usadas

6. Análise de energia incorporadaFluxosdeEntrada
Petróleoequivalente
(kgpetróleo/kginput)
X = DemandaGlobaldepetróleo
41860000J/kgpetróleo
3,18kgCO2/kgpetróleo
X =
DemandaGlobaldeenergia
(J/kgproduto)
=
EmissõesglobaisdeCO2
(kgCO2/kgproduto)

7. Análise de intensidade de materiais
Fluxos de Entrada
X
=
MIF biótico
(kg biótico/kg input)
MIF abiótico
(kg abiótico/kg input)
MIF água
(kg água/kg input)
MIF ar
(kg ar/kg input)
X X X
= = =
IF biótico
(kg biótico/kg prod.)
IF abiótico
(kg abiótico/kg prod.)
IF água
(kg água/kg prod.)
IF ar
(kg ar/kg prod.)

8. Análise de emergia
Transformidade ou Emergia específica
(SeJ/unidade input)
X
=
Emergia Total
(seJ/kg ou J de produto)
Fluxos de Entrada

9. Farelo de soja
exportado
Óleo de soja
refinado
Biodiesel
Cadeia do biodiesel de soja

10. Diagrama sistêmico
Figura 2: Diagrama sistêmico resumido da cadeia de produção do
biodiesel de soja
Truck
transp. I
SoybeanSun
Environ.
resources
Rain
Crushing
process
Soy
meal
Soy oil
Biodiesel
conversion
Biodiesel
Materials
& services
Materials
& services
Materials
& services
Materials
& services
Soy meal
Emissions
CO2
Truck
transp. II
Materials
& services

11.  Entrada
 Combustível
 Água
 Aço
 Eletricidade
 Fertilizante
 Pesticidas
 Trabalho
 Serviços
 …..
 Saída
 Produto
principal
 Co-produtos
 CO2
 Efluentes
industriais
 Solo
 Resíduos
 …..
Contabilizar entradas e saídas

12. Requer:
 4,6 kg material abiótico
 6,1 ton de água
 0,14 kg fertilizante
 3,5 m2 superfície cultivada
 0,07 kg petróleo equivalente
Libera:
 238 g CO2
 6,0 kg solo
Emergia
Tr = 1,01E+05 seJ/J
EYR = 1,80
%R = 35,6%
Produzir 1 kg de soja:
Energia
Output/Input = 7,24

13. Requer:
 7,3 kg material abiótico
 8,9 ton de água
 0,21 kg fertilizante
 5,22 m2 superfície cultivada
 0,27 kg petróleo equivalente
Libera:
 864 g CO2
 8,9 kg solo
 1,26 kg efluentes
Energia
Output/Input = 2,48
Produzir 1 litro de biodiesel:
Emergia
Tr = 3,9E+05 seJ/J
EYR = 1,62
%R = 30,7%

14. Relação de energia = 2,48
Figura 3: Comparação da produção de biodiesel de soja com o uso de combustíveis
fosseis no processo (a) e sem o uso de combustíveis fosseis no processo (b).
Produção
de soja
Conversão
Solo
(b)
Produção
de soja
Nutrientes
Transporte
Esmagamento
Extração
Conversão
Solo
Comb.
fósseis
Produção do biodiesel de soja usando-se
combustíveis fósseis no processo(a)
Produção do biodiesel de soja sem o uso de
combustíveis fósseis no processo
Chuva
Sol
Chuva
Sol
Nutrientes
1 litro de
biodiesel
0,4 litros combustível fóssil
1 litro de
biodiesel
0,68 litro de
biodiesel
1,68 litro de
biodiesel
Transporte
Esmagamento
Extração

15. Ciclo de vida do biodiesel
Fluxo de materiais
0,00E+00
2,00E+03
4,00E+03
6,00E+03
8,00E+03
1,00E+04
1,20E+04
1,40E+04
Agricultura Transp. Rod. I Esmagamento e
Extração
Transesterificação Transp. Rod. II
kg/ha/ano
Abiótico
Água
Ar
Energia
0,00E+00
2,00E+09
4,00E+09
6,00E+09
8,00E+09
1,00E+10
Agricultura Transp. Rod. I Esmagamento e
Extração
Transesterificação Transp. Rod. II
J/ha/ano
Emergia
0,00E+00
1,00E+15
2,00E+15
3,00E+15
4,00E+15
5,00E+15
6,00E+15
7,00E+15
Agricultura Transp. Rod. I Esmagamento e
Extração
Transesterificação Transp. Rod. II
seJ/ha/ano
CO2 liberado
0,00E+00
2,00E+02
4,00E+02
6,00E+02
8,00E+02
Agricultura Transp. Rod. I Esmagamento e
Extração
Transesterificação Transp. Rod. II
kgCO2/ha/ano

16. Análise emergética
0,00E+00
5,00E+14
1,00E+15
1,50E+15
2,00E+15
2,50E+15
3,00E+15
3,50E+15
Ambientais Combustíveis Eletricidade Maquinário Bens M.O. e Serviços
seJ/ha/ano
Análise de fluxo de materiais
0,00E+00
1,00E+03
2,00E+03
3,00E+03
4,00E+03
5,00E+03
6,00E+03
Ambientais Combustíveis Eletricidade Maquinário Bens M.O. e Serviços
kg/ha/ano
Abiótico
Água
Ar
Análise de Energia Incorporada
0,00E+00
1,00E+09
2,00E+09
3,00E+09
4,00E+09
5,00E+09
6,00E+09
7,00E+09
Ambientais Combustíveis Eletricidade Maquinário Bens M.O. e Serviços
J/ha/ano
Importância da emergia

17. Cenário futuro
B2: 777 milhões litros
+1,1 milhões de ha de soja
+7 bilhões de m3 de água
+160 milhões de kg de NKP
+3,2 milhões de kg de agrotóxicos
-1,4 milhões de toneladas de CO2
B5: 1,94 bilhões litros
+2,8 milhões de ha de soja
+17,4 bilhões de m3 de água
+400 milhões de kg de NPK
+8,1 milhões de kg de agrotóxicos
-3,5 milhões de toneladas de CO2
Lei 11097 de 14 jan 2005

18. O Diesel é vendido no Brasil a 0,87 USD/l.
Cerca de 70% desta valor são custos de transporte,
margem de lucro e impostos, restando 0,26 USD/l que
é o custo de produção do diesel.
O custo de produção do biodiesel foi de 0,45 USD/l.
Custo 73% maior que o diesel.
Aspectos econômicos

19. Diagrama sistêmico ampliado do biodiesel
R
Extração e
refino
MS
Produção de
soja
R
S M Aquecimento
global e outros
impactos
ambientais
Conversão
Externalidades
negativas
Danos a saúde
humana e a
biodiversidade
S M
Energia
Processo industrial
CO2
Biodiesel
Petróleo
M
Comb.
Agroquímicos
Outros
Combusti-
veis
Agricultura
FlorestaR
Madeira
Área de floresta necessária para
absorver os impactos devido ao uso
de recursos não renováveis
R = Recursos renováveis da natureza
S = Serviços e mão-de-obra
M = Materiais da economia (suportados pelos combustíveis fósseis)
Produção de combustíveis fósseis
Área de floresta
Figura 4: Diagrama sistêmico da produção de biodiesel de soja.

20. Pode ser expressa como área necessária para
sustentar uma atividade econômica somente com
base em recursos renováveis.
Este valor pode ser obtido:
Total de recursos não renováveis
Densidade de potencia emergética de uma
floresta da região onde o sistema está
localizado
Estimativa da capacidade de
suporte
SANPP =

21. (a) (b)
71%
Área agrícola
Área de floresta
35%
Área para absorver o impacto
2,5 ha de floresta
para cada 1 ha de
soja para biodiesel.
Figura 5: Esquema do modelo convencional de monocultura agrícola no Cerrado (a) e do
modelo de produção de soja para biodiesel considerando uma área de suporte para absorver
os impactos ambientais devido ao uso de recursos não renováveis no processo (b).

22. Os indicadores da cadeia de produção e
processamento do biodiesel de soja convencional
apresentados indicam que:
Alternativas mais sustentáveis
A soja pode ser produzida em sistemas alternativos
mais sustentáveis de forma a reduzir estes impactos
negativos no meio ambiente e na sociedade.
 Não é sustentável
 Produz grandes impactos
ambientais

23. Sistema Cooperbio
Fluxo
natural de
nutrientes
Chuva
Sol
Solo
Materiais
Serviços
Óleo/Milho
Etanol
Perdas
$
$
$
Reserva
florestal
Produtor
rural
Biodiversi-
dade
Serviços
ambientais
Info
Leite
Vacas
Pasto
Leite
Cana-de-
açúcar
Soja/
Milho
Óleo/
Farelo
$
Micro
destilaria
Uréia
Figura 6: Diagrama sistêmico do sistema proposto pela Cooperbio.

24. Indicadores emergéticos
Indices de emergia Convencional Cooperbio
Transformidade (Tr) 66701 99007
Razão de rendimento líquido de emergia (EYR) 1,43 1,59
Razão de carga ambiental (ELR) 3,74 1,85
Renovabilidade (%R) 21,1% 35,1%
Concentração de potência emergética (ED) 1,14E+12 6,82E+11
Razão de investimento de emergia (EIR) 2,31 1,70
Índice de troca de emergia (EER) 1,90 0,19
Indicador de sustentabilidade de emergia (EIS) 0,38 0,86
Maior rendimento
líquido de emergia
Menor impacto
ambiental
Mais sustentável

25.  Os métodos de avaliação foram eficientes para
descrever o desempenho econômico, social e
principalmente ambiental da cadeia de produção do
biodiesel de soja.
 Os resultados mostram que a produção de biodiesel
de soja convencional é uma alternativa pouco
viável levando-se em consideração os resultados
obtidos nas avaliações econômicas, de materiais,
energéticas, emergéticas e de emissões de CO2.
Conclusões 1/4

26.  A fração da emergia renovável no biodiesel é baixa.
 A diminuição das emissões de CO2 com o emprego
das misturas B2 e B5 são inexpressivas quando
comparadas com as queimadas.
 Se uma fração do biodiesel produzido é usada para
realimentar o processo, os impactos aumentam em
mais de 68%.
 O uso de biodiesel irá competir com a produção de
alimentos e ampliará a demanda de terra e água.
Conclusões 2/4

27. O biodiesel pode ser uma opção para um futuro de
diminuição na disponibilidade de combustíveis
fosseis.
A futura viabilidade do biodiesel está ligada a
integração da produção de biocombustíveis com a
produção diversificada de alimentos, tirando-se
proveito dos co-produtos e aumentando-se a
reciclagem interna de materiais e energia.
Conclusões 3/4

28. A avaliação de um sistema alternativo mais
sustentável mostra a possibilidade de se produzir
agroenergia baseado em uma lógica mais racional e
sustentável.
Permite a descentralização da produção, a inserção e
autonomia do agricultor familiar, a implantação de
práticas agroecológicas e a redução de
deslocamentos entre as áreas produtoras e centros
consumidores.
Conclusões 4/4

29. Obrigado!
otavio@fea.unicamp.br
www.unicamp.br/fea/ortega