Lucas Gonçalves PereiraLaboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada

Metodologias de Cálculo da Pegada Ecológica

EF-NPPEF-GAEZ EEF

Ecological Footprint – Global Agro-Ecological Zones

EF-GAEZ

Autores: Mathis Wackernagel e William Rees

Aplicações:

2º Relatório – EF(UK)

Sustentabilidade 2007 (SUI)

Governos Nacionais

CIW(CAN)

Biodiversidade 2010EEA (UE)

Ministério do MA(JAP)

Alemanha, Bélgica, Finlândia e Irlanda. . .LPR

EF-GAEZ

Empresas

Shopping Centers(AUS)

Energia Hidroelétrica(CAN)

Tratamento de Resíduos (FRA)

Jardim Botânico Hong-Kong (CHN)

Locais, Regionais e Municipais

Autoridade de Proteção AmbientalVictoria (AUS)

Cidade de Londres(UK)

Cidade de Cardiff(UK)

Condado de Marin, Califórnia 15% EF (EUA)

Condado de Sonoma, Califórnia 20% CO2 (EUA)

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

EF-GAEZ

Biocapacidade

Divisão das Áreas

X

Fator Rendimento [YF]

100 cultivos [t/ha]

Carne, Leite e Fibra Animal [t/ha]

Madeira, Lenha e Papel [t/ha]

Idem ao Cultivo

Peixes [t/ha]

EF-GAEZ

Biocapacidade

Divisão das Áreas

X

Fator Rendimento [YF]

Produtividade de cada tipo de Área do País

Produtividade Mundial de cada tipo de Área

EF-GAEZ

Biocapacidade

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Divisão das Áreas

X

Fator Rendimento [YF]

Fator Equivalência [EQF_GAEZ]

X

Produtividade Potencial Média Globalcultivo

Produtividade Potencial Média Globalpastagem

Produtividade Potencial Média Globalfloresta

Produtividade Potencial Média Globalcultivo

0,75xProdutividade Potencial Média Globalpastagem

EF-GAEZ

Biocapacidade

Divisão das Áreas

X

Fator Rendimento [YF]

Fator Equivalência [EQF_GAEZ]

X

Produtividade Potencial Média Globalde cada áreas

Produtividade Potencial Média Globaltodas as áreas

EF-GAEZ

Biocapacidade

Divisão das Áreas

X

Fator Rendimento [YF]

Fator Equivalência [EQF_GAEZ]

X

+

+

+

+

Capacidade Biológica Total [gha]

População

Biocapacidade [gha/cap]

Biocapacidade [gha/cap]

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

EF-GAEZ

Pegada Ecológica

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Emissão de CO2

Divisão das Áreas

ConsumoP + I - E

100 Cultivos [t/ano]

Carne, Leite e Fibra Animal [t/ano]

Madeira, Lenha e Papel[m3/ano]

Área [ha]

Peixes [t/ano]

CO2 Emitido [t CO2/ano]+

EF-GAEZ

Pegada Ecológica

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Emissão de CO2

Divisão das Áreas

X

ConsumoP + I - E

100 Cultivos [t/ha.ano]

Carne, Leite e Fibra Animal [t/ha.ano]

Madeira, Lenha e Papel [m3/ha.ano]

Fator Rendimentocultivo

Peixes [t/ha.ano]

Seqüestro: 0,95 t CO2/ha.ano1 t CO2 1,05 ha

Produtividade

EF-GAEZ

Pegada Ecológica

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Emissão de CO2

Divisão das Áreas

ConsumoP + I - E

EQF_GAEZcultivo

EQF_GAEZpastagem

EQF_GAEZfloresta

EQF_GAEZcultivo

EQF_GAEZpesca

EQF_GAEZfloresta

Produtividade

X

Fator Equivalência [EQF_GAEZ]

EF-GAEZ

Pegada Ecológica

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Emissão de CO2

Divisão das Áreas

ConsumoP + I - E

Produtividade

X

Fator Equivalência [EQF_GAEZ]

+

+++

+

Pegada Total [gha]

População

Pegada [gha/cap]Pegada

[gha/cap]

EF-GAEZ

Cálculos específicos:

Normalmente os cálculos de pegada para projetos, atividades produtivas, pessoas, etc, focam no aspecto do impacto ambiental produzido, ou seja, o consumo.

Em alguns casos, como cidades e resorts turísticos calcula-se a biocapacidade e a pegada para fins de comparação.

Os cálculos específicos são diferenciados, e as categorias não são as mesmas do cálculo para países.

EF-GAEZ

Exemplo:

Pegada ecológica de automóveis no Brasil e nos EUA com a capacidade atual de produção de etanol (Oliveira, 2005)

País/Combustível Área para Assimilação de CO2 (ha)

Área Plantada (ha)

Pegada Ecológica (ha)

Brasil/Gasohol (24% etanol) 0,57 0,06 0,63

Brasil/Etanol 0,19 0,37 0,56

EUA/Gasolina 1,11 - 1,11

EUA/E85 (85% etanol) 0,75 0,99 1,74

Valores dados em ha/automóvel.ano

Assumindo sequestro de 6,6 Mg CO2/ha

EF-NPP

Ecological Footprint – Net Primary Productivity

Ecological Footprint 2.0

Autores: Jason Venetoulis e John Talberth

Aplicações:

FOOTPRINT OF NATIONS 2005

EF-NPP

Biocapacidade

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Mar Aberto

Pouco Produtivas

Energia

Divisão das Áreas

X

Fator Rendimento [YF]

100 cultivos [t/ha]

Carne, Leite e Fibra Animal [t/ha]

Madeira, Lenha e Papel [t/ha]

Idem ao Cultivo

Peixes [t/ha]

Idem à Pesca

Idem à Pastagem

Não tem YF

6,6 bi ha

34,4 bi ha

EF-NPP

Biocapacidade

Divisão das Áreas

X

Fator Rendimento [YF]

Produtividade de cada tipo de Área do País

Produtividade Mundial de cada tipo de Área

EF-NPP

Biocapacidade

Divisão das Áreas

X

Fator Rendimento [YF]

X

Fator Equivalência [EQF_NPP]

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Mar Aberto

Pouco Produtivas

Energia

NPP

NPPcultivo

NPPpastagem

NPPfloresta

NPPconstruída

NPPpesca

NPPmar aberto

NPPpouco produtivas

Não Tem

NPPmédio

EF-NPP

Biocapacidade

Divisão das Áreas

X

Fator Rendimento [YF]

X

Fator Equivalência [EQF_NPP]

NPP de cada tipo de Área

NPP médio de todas as Áreas

EF-NPP

Biocapacidade

Divisão das Áreas

X

Fator Rendimento [YF]

X

Fator Equivalência [EQF_NPP]

Energia

Área Total 51,1 bi ha

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Mar Aberto

Pouco Produtivas

Energia

Capacidade Biológica Total [gha]

População

Biocapacidade [gha/cap]

+

+

+

+

+

++ Biocapacidade

[gha/cap]

Reserva para outras Espécies (%)

Pegada Ecológica

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Emissão de CO2

Divisão das Áreas

ConsumoP + I - E

100 Cultivos [t/ano]

Carne, Leite e Fibra Animal [t/ano]

Madeira, Lenha e Papel[m3/ano]

Área [ha]

Peixes [t/ano]

CO2 Emitido [t CO2/ano]

EF-NPP

Pegada Ecológica

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Emissão de CO2

Divisão das Áreas

X

ConsumoP + I - E

100 Cultivos [t/ha.ano]

Carne, Leite e Fibra Animal [t/ha.ano]

Madeira, Lenha e Papel[m3/ha.ano]

Fator Rendimentocultivo

Peixes [t/ha.ano]

Seqüestro: 0,06 tC/ha.ano1 tC 16,65 haIPCC: 2,3 tC (oceanos) 0,7 tC (continente)

Produtividade

EF-NPP

EF-NPP

Pegada Ecológica

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Emissão de CO2

Divisão das Áreas

ConsumoP + I - E

EQF_NPPcultivo

EQF_NPPpastagem

EQF_NPPfloresta

EQF_NPPconstruída

EQF_NPPpesca

Não Tem

Produtividade

X

Fator Equivalência [EQF_NPP]

EF-NPP

Pegada Ecológica

Cultivo

Pastagem

Floresta

Construída

Pesca (PC+I)

Emissão de CO2

Divisão das Áreas

ConsumoP + I - E

Produtividade

X

Fator Equivalência [EQF_NPP]

+

+++

+

Pegada Total [gha]

População

Pegada [gha/cap]Pegada

[gha/cap]

Ecological Footprint based on Emergy

EEF

Autores: Sheng Zhao, Zizhen Li e Wenlong Li (2005)

DADOS DE CONSUMO FLUXOS EMERGÉTICOS

BIOCAPACIDADE FUNÇÃO DAS FONTES PRIMÁRIAS DE ENERGIA(solar, gravitacional e geotérmica)

Proposta:

Alterações (Siche et al., 2007):

2 novas categorias na Pegada Perda de Solo e Consumo Doméstico de Água

BIOCAPACIDADE Acrescentar os fluxos internos produzidos pela biodiversidade (estimativa: biomassa)

EEF

Biocapacidade

+ + +

Solar Gravitacional Geotérmica

Recursos Renováveis

Energia Externa [J/ano]

Energia Interna [J/ano]

Biomassa

[área total do país (terra e marinha)] x [insolação média] x [1-albedo]

m2 kcal/m2/ano %

[área do país (marinha) x 0,5] x [marés/ano] x [alcance médio]2 x [densidadeágua do mar] x [aceleração da gravidade]

m2

m/s2m

kg/m3

[área total do país (terra e marinha)] x [fluxo de calor]

m2 J/m2

[área do país (floresta)] x [biomassa] x [energia biomassa] x [convers.]

ha ton/ha kcal/ton 4187J/kcal

2

EEF

Biocapacidade

EEF

Biocapacidade

Recursos Renováveis

Energia Externa [J/ano]

Energia Interna [J/ano]

X X

Transformidade[seJ/J]

Transformidade[seJ/J]

Energia Solar

Energia Gravitacional (Marés)

Energia Geotérmica da Terra

Biomassa : 1

: 73 700

: 12 000

: 1 000

EEF

Biocapacidade

Recursos Renováveis

Energia Externa [J/ano]

Energia Interna [J/ano]

X X

Transformidade[seJ/J]

Transformidade[seJ/J]

Fluxo Emergético [seJ/ano]

PopulaçãoEmergia [seJ/cap]

DEG[seJ/gha]

Densidade Emergética Global (DEG)

Emergia Total da Terra por ano [seJ]

Área da Terra [ha]

1,583 E+25 seJ*

5,1 E+10 ha

DEG = 3,1E+14 seJ/gha (Zhao et al., 2005)

* Valor calculado por Odum et al. (2000)

=

EEF

Biocapacidade

EEF

Biocapacidade

Recursos Renováveis

Energia Externa [J/ano]

Energia Interna [J/ano]

X X

Transformidade[seJ/J]

Transformidade[seJ/J]

Fluxo Emergético [seJ/ano]

PopulaçãoEmergia [seJ/cap]

DEG[seJ/gha]

Biocapacidade [gha/cap]

Reserva %

Biocapacidade [gha/cap]

Divisão das ÁreasAgricultura

AlimentosPerda de Solo

Produção de Gado

Pesca

Madeira e Lenha

Recursos EnergéticosCarvãoPetróleoGás Natural

Hidroeletricidade

Água

Consumo P + I - E

Transformação para Energia [J]

AgriculturaAlimentos [ton/ano]Perda de Solo [g/m2/ano]

Produção de Gado [ton/ano]

Pesca [ton/ano]

Madeira e Lenha [m3/ano]

Recursos Energéticos [J]CarvãoPetróleoGás Natural

Hidroeletricidade [J]

Água [m3]

AgriculturaAlimentosPerda de Solo

Produção de Gado

Pesca

Madeira e Lenha

Recursos EnergéticosCarvãoPetróleoGás Natural

Hidroeletricidade

Água

EEF

Pegada Ecológica

[PS] x [área de cultivo] x matéria orgânica x conversão

g/m2/ano

Perda de Solo

m2 3% 22 604,4 J/g

Consumo de Água (doméstico, agrícola e industrial)

Água

EEF

Pegada Ecológica

Divisão das Áreas

Consumo P + I - E

Transformação para Energia [J]

AgriculturaAlimentos [J]Perda de Solo [J]

Produção de Gado [J]

Pesca [J]

Madeira e Lenha [J]

Recursos Energéticos [J]CarvãoPetróleoGás Natural

Hidroeletricidade [J]

Água [J]

EEF

Pegada Ecológica

Divisão das Áreas

Consumo P + I - E

Transformação para Energia [J]

X

Transformidade*[seJ/J]

AgriculturaAlimentos : 336 000Perda de Solo : 124 320

Produção de Gado : 3 360 000

Pesca : 3 360 000

Madeira e Lenha : 22 100

Recursos EnergéticosCarvão : 66 900Petróleo : 89 000Gás Natural : 58 800

Hidroeletricidade :111 000

Água : 1 118 880* Valores obtidos de Brown e MacClanaham (1996); Odum (1996); Romitelli (2000); Ortega (2002); Brown e Ulgiati (2004)

EEF

Pegada Ecológica

Divisão das Áreas

Consumo P + I - E

Transformação para Energia [J]

X

Transformidade*[seJ/J]

Emergia Total[seJ]

População

Emergia[seJ/cap]

DEG[seJ/gha]

Pegada Total[gha/cap]

AgriculturaAlimentosPerda de Solo

Produção de Gado

Pesca

Madeira e Lenha

Recursos EnergéticosCarvãoPetróleoGás Natural

Hidroeletricidade

ÁguaPegada Total

[gha/cap]

EEF

Pegada Ecológica

+

+

+

+

+

+