Balanço energético na produção de biomassa de palma forrageira no semiárido brasileiro
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/45712 |
Resumo: | O aumento crescente da população, a necessidade de redução das emissões de poluentes atmosféricos e a expansão de terras áridas e semiáridas no mundo, inclusive no Brasil, exigem alternativas de cultivos agrícolas que produzam alimento e biocombustíveis e que sejam resistentes ao clima dessas regiões e a baixa oferta hídrica. Sem contar que essas biomassas precisam apresentar viabilidade econômica e energética favorável em relação ao investimento realizado. Na região semiárida do Brasil as palmas forrageiras são uma alternativa para suprimento de forragem onde vários estudos destacam essa biomassa como fonte potencial para a produção de biocombustíveis. Para verificar a sua viabilidade energética e qual forma de produção seria mais eficiente, foi analisado o balanço energético da palma forrageira em sistemas de produção de baixa (A), média (B) e alta intensidade (C) tecnológica, no Semiárido brasileiro. Foram obtidos, entre abril a agosto de 2021, dados de insumos e processos de manejo de 54 produtores rurais, abrangendo 7 estados do Nordeste (4,0% dos entrevistados são de Alagoas, 4,0% do Ceará, 7,0% da Bahia, 20,0% da Paraíba, 55,5% de Pernambuco, 4,0% do Rio Grande do Norte e 5,5% de Sergipe), equivalendo a 0,043% do total de produtores no país. Com os dados, realizou-se balanços energéticos a partir do método do retorno energético sobre o investimento (EROI). O sistema A teve o menor gasto energético investido (46.208 MJ ha-1 a-1) e a menor produtividade (204.020 MJ ha-1 a-1) com um EROI de 4,42, e o sistema B teve um gasto energético investido cerca de 89.575 MJ ha-1 a-1 e uma produtividade média de 322.544 MJ ha-1 a-1, resultando no menor EROI (3,60) que fica ainda menor se considerar somente os produtores que adicionaram adubação mineral na produção (3,21), enquanto o sistema C se destacou com o maior gasto energético médio, no valor de 89.682 MJ ha-1 a-1 e obteve a maior produtividade energética (472.147 MJ ha-1 a-1), resultando no maior valor médio de EROI (5,26), cujo retorno energético se torna máximo ao considerar somente os cultivos que utilizam adubação mineral com irrigação (EROI de 6,14), mas também pode reduzir consideravelmente nos casos sem irrigação e sem adubação mineral (EROI de 4,05), tornando-se menor que o sistema A. Verificou-se também, a partir do teste de Kruskal-Wallis e Wilcoxon–Mann– Whitney, que a maior variabilidade do EROI se deu nos cultivos de produtores acima de 65 anos, com nível médio de escolaridade e sistema de cultivo de alta intensidade tecnológica, enquanto que a produtividade também mostrou-se a maior variabilidade para este sistema. Portanto, o sistema de produção de alta intensidade tecnológica mostrou-se, no geral, o mais eficiente do ponto de vista energético, podendo ser a alternativa mais viável para produção da biomassa em larga escala tanto para produção de forragem como de biocombustíveis. É importante considerar que mesmo com a aplicação de um sistema de produção de baixa intensidade tecnológica, além de ser mais sustentável no âmbito econômico e ambiental, o retorno energético da palma forrageira mostrou-se positivo, sendo de viável acesso ao pequeno produtor rural. |
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Na região semiárida do Brasil as palmas forrageiras são uma alternativa para suprimento de forragem onde vários estudos destacam essa biomassa como fonte potencial para a produção de biocombustíveis. Para verificar a sua viabilidade energética e qual forma de produção seria mais eficiente, foi analisado o balanço energético da palma forrageira em sistemas de produção de baixa (A), média (B) e alta intensidade (C) tecnológica, no Semiárido brasileiro. Foram obtidos, entre abril a agosto de 2021, dados de insumos e processos de manejo de 54 produtores rurais, abrangendo 7 estados do Nordeste (4,0% dos entrevistados são de Alagoas, 4,0% do Ceará, 7,0% da Bahia, 20,0% da Paraíba, 55,5% de Pernambuco, 4,0% do Rio Grande do Norte e 5,5% de Sergipe), equivalendo a 0,043% do total de produtores no país. Com os dados, realizou-se balanços energéticos a partir do método do retorno energético sobre o investimento (EROI). O sistema A teve o menor gasto energético investido (46.208 MJ ha-1 a-1) e a menor produtividade (204.020 MJ ha-1 a-1) com um EROI de 4,42, e o sistema B teve um gasto energético investido cerca de 89.575 MJ ha-1 a-1 e uma produtividade média de 322.544 MJ ha-1 a-1, resultando no menor EROI (3,60) que fica ainda menor se considerar somente os produtores que adicionaram adubação mineral na produção (3,21), enquanto o sistema C se destacou com o maior gasto energético médio, no valor de 89.682 MJ ha-1 a-1 e obteve a maior produtividade energética (472.147 MJ ha-1 a-1), resultando no maior valor médio de EROI (5,26), cujo retorno energético se torna máximo ao considerar somente os cultivos que utilizam adubação mineral com irrigação (EROI de 6,14), mas também pode reduzir consideravelmente nos casos sem irrigação e sem adubação mineral (EROI de 4,05), tornando-se menor que o sistema A. Verificou-se também, a partir do teste de Kruskal-Wallis e Wilcoxon–Mann– Whitney, que a maior variabilidade do EROI se deu nos cultivos de produtores acima de 65 anos, com nível médio de escolaridade e sistema de cultivo de alta intensidade tecnológica, enquanto que a produtividade também mostrou-se a maior variabilidade para este sistema. Portanto, o sistema de produção de alta intensidade tecnológica mostrou-se, no geral, o mais eficiente do ponto de vista energético, podendo ser a alternativa mais viável para produção da biomassa em larga escala tanto para produção de forragem como de biocombustíveis. É importante considerar que mesmo com a aplicação de um sistema de produção de baixa intensidade tecnológica, além de ser mais sustentável no âmbito econômico e ambiental, o retorno energético da palma forrageira mostrou-se positivo, sendo de viável acesso ao pequeno produtor rural.CAPESGrowing population, the need to reduce emissions of atmospheric pollutants and the expansion of arid and semi-arid lands in the world, including Brazil, require alternative crops that produce food and biofuels which are resistant to the climatic conditions of these regions and low water supply. In the semi-arid region of Brazil, forage palms are an alternative for animal feed supply, also several studies highlight this biomass as a potential raw material for the production of biofuels. In addition, these biomasses need to present favorable economic and energy viability in relation to the investment made. To verify its energy feasibility and determine which form of production is efficient, the energy balance of forage cactus was analyzed in production systems of low (A), medium (B) and high technological intensity (C) in the Brazilian semiarid region. From April to August 2021, data on inputs and management processes were obtained from 54 rural producers, covering 7 states in the Northeast (4.0% in Alagoas, 4.0% in Ceará, 7.0% in Bahia, 20 .0% in Paraíba, 55.5% in Pernambuco, 4.0% in Rio Grande do Norte and 5.5% in Sergipe), equivalent to 0.043% of the total of producers in the country. With the data, energy balances were made using the energy return on investment (EROI) method. System A had the lowest invested energy expenditure (46,208 MJ ha-1 year-1) and the lowest productivity (204,020 MJ ha-1 year-1) with an EROI of 4.42, and system B had the energy expenditure invested of about 89,575 MJ ha-1 year-1 and an average productivity of 322,544 MJ ha-1 year-1, resulting in the lowest EROI (3.60) which is even lower if we consider only those that added energy from mineral fertilization in production (3.21), while system C stood out with the highest average energy expenditure, amounting to 89,682 MJ ha-1 year-1 and higher productivity (472,147 MJ ha-1 year-1), resulting in the highest EROI value (5.26 ), whose energy return increases when considering the system of only those which use mineral fertilization with irrigation (6,14). It was also verified, from the Kruskal-Wallis and Wilcoxon-Mann-Whitney test, that the greatest variability of the EROI was in the crops of producers over 65 years old, with medium level of education and high technological intensity cropping system, while productivity also showed the greatest variability for this system. Hence, the high technological intensity production system proved to be the most efficient from the energy point of view, and may be the most viable alternative for large-scale biomass production for both forage and biofuel production. It is important to consider that even with the application of a low technological intensity production system, besides being more sustainable in the economic and environmental scope, the energy return of the forage cactus was positive, being of feasible access to small rural producers.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessTecnologias energéticas e nuclearesEficiência energéticaEROICultivoProdutividade agrícolaBalanço energético na produção de biomassa de palma forrageira no semiárido brasileiroinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45712/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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