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1 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 2 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 3 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Allan Leon Casemiro da Silva Bruno César Góes Fernando Ferrari Putti SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 1ª Edição ANAP Tupã/SP 2020 4 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) CDD: 630.7 CDU:631.5 Sustentabilidade no agronegócio / organizadores: Allan Leon Casemiro da Silva, Bruno César Góes, Fernando Ferrari Putti. – Tupã: ANAP, 2020. 271 p; il.; 14,8 x 21cm. Inclui bibliografia. ISBN 978-65-86753-24-0. 1. 1. Agropecuária 2. Tecnologia. 3. Sustentabilidade. I. Silva, Allan Leon Casemiro da. II. Góes, Bruno César. III. Putti, Fernando Ferrari. IV. Título. SI586s EDITORA ANAP Associação Amigos da Natureza da Alta Paulista Pessoa de Direito Privado Sem Fins Lucrativos, fundada em 14 de setembro de 2003. Rua Bolívia, nº 88, Jardim América, Cidade de Tupã, São Paulo. CEP 17.605-310. Contato: (14) 99808-5947 e 99102-2522 www.editoraanap.org.br www.amigosdanatureza.org.br editora@amigosdanatureza.org.br O presente livro é uma coletânea de artigos independentes. Assim é de responsabilidade exclusiva dos autores de cada capítulo, quaisquer critérios legais de propriedade material, imaterial, conteúdo, correções de língua portuguesa, normas de ABNT, e fontes utilizadas para elaboração dos textos. Ficha Catalográfica Elaborada por Eliana Kátia Pupim, bibliotecária CRB 8 – 6202. Índice para catálogo sistemático 1. Brasil: Agricultura 630.7 http://www.editoraanap.org.br/ http://www.amigosdanatureza.org.br/ mailto:editora@amigosdanatureza.org.br 3 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Comissão Científica Internacional - 2017 a 2020 Prof. Dr. Carlos Andrés Hernández Arriagada Prof. Dr. Eduardo Salinas Chávez - Universidade de La Habana, PPGG, UFGD-MS Prof. Dr. Eros Salinas Chàvez - UFMS /Aquidauana Post doctorado Prof. Dr. Josep Muntañola Thornberg - UPC -Barcelona, Espanha Prof. Dr. José Seguinot - Universidad de Puerto Rico Prof. Dr. Miguel Ernesto González Castañeda - Universidad de Guadalajara - México Prof. Dr. Oscar Buitrago Bermúdez - Universidad Del Valle - Cali, Colombia Prof. Dr. Paulo Nuno Maia de Sousa Nossa - Universidade de Coimbra Comissão Científica Nacional 2017 a 2020 Prof. Dr. Adeir Archanjo da Mota - UFGD Prof. Dr. Adriano Amaro de Sousa - Fatec de Itaquaquecetuba-SP Profa. Dra. Alba Regina Azevedo Arana - UNOESTE Prof. Dr. Alessandro dos Santos Pin - Centro Universitário de Goiatuba Prof. Dr. Alexandre Carneiro da Silva Prof. Dr. Alexandre França Tetto - UFPR Prof. Dr. Alexandre Gonçalves - Faculdade IMEPAC Itumbiara Prof. Dr. Alexandre Sylvio Vieira da Costa - UFVJM Prof. Dr. Alfredo Zenen Dominguez González - UNEMAT Profa. Dra. Alina Gonçalves Santiago - UFSC Profa. Dra. Aline Werneck Barbosa de Carvalho - UFV Prof. Dr. Alyson Bueno Francisco - CEETEPS Profa. Dra. Ana Klaudia de Almeida Viana Perdigão - UFPA Profa. Dra. Ana Lúcia de Jesus Almeida - UNESP Profa. Dra. Ana Lúcia Reis Melo Fernandes da Costa - IFAC Profa. Dra. Ana Paula Branco do Nascimento – UNINOVE Profa. Dra. Ana Paula Fracalanza – USP Profa. Dra. Ana Paula Novais Pires Profa. Dra. Ana Paula Santos de Melo Fiori - IFAL Prof. Dr. André de Souza Silva - UNISINOS Profa. Dra. Andrea Aparecida Zacharias – UNESP Profa. Dra. Andrea Holz Pfutzenreuter – UFSC Prof. Dr. Antonio Carlos Pries Devide - Polo Regional Vale do Paraiba - APTA/SAA Prof. Dr. Antonio Cezar Leal - FCT/UNESP Prof. Dr. Antonio Fábio Sabbá Guimarães Vieira - UFAM Prof. Dr. Antonio Marcos dos Santos - UPE Prof. Dr. Antônio Pasqualetto -PUC Goiás e IFG Prof. Dr. Antonio Soukef Júnior - UNIVAG Profa. Dra. Arlete Maria Francisco - FCT/UNESP Profa. Dra. Beatriz Ribeiro Soares - UFU Profa. Dra. Carla Rodrigues Santos - Faculdade FASIPE Prof. Dr. Carlos Eduardo Fortes Gonzalez – UTFPR - Curitiba Profa. Dra. Carmem Silvia Maluf – Uniube 4 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Profa. Dra. Cássia Maria Bonifácio - UFSCar Profa. Dra. Célia Regina Moretti Meirelles - UPM Prof. Dr. Cesar Fabiano Fioriti - FCT/UNESP Prof. Dr. Cledimar Rogério Lourenzi - UFSC Profa. Dra. Cristiane Miranda Martins - IFTO Prof. Dr. Christiano Peres Coelho – UFJ Profa. Dra. Dayana Aparecida Marques de Oliveira Cruz - IFSP Prof. Dr. Daniel Sant'Ana - UnB Profa. Dra. Daniela de Souza Onça - FAED/UESP Prof. Dr. Darllan Collins da Cunha e Silva - UNESP Profa. Dra. Denise Antonucci - UPM Profa. Dra. Diana da Cruz Fagundes Bueno - UNITAU Prof. Dr. Edson Leite Ribeiro - Unieuro - Brasília / Ministério das Cidades Profa. Dra. Edilene Mayumi Murashita Takenaka - FATEC de Presidente Prudente Prof. Dr. Edvaldo Cesar Moretti - UFGD Profa. Dra. Eliana Corrêa Aguirre de Mattos - UNICAMP Profa. Dra. Eloisa Carvalho de Araujo - UFF Profa. Dra. Eneida de Almeida - USJT Prof. Dr. Erich Kellner – UFSCar Profa. Dra. Eva Faustino da Fonseca de Moura Barbosa - UEMS Profa. Dra. Fátima Aparecida da SIlva Iocca - UNEMAT Prof. Dr. Felippe Pessoa de Melo - Centro Universitário AGES Prof. Dr. Fernanda Silva Graciani - UFGD Prof. Dr. Fernando Sérgio Okimoto – UNESP Profa. Dra. Flávia Akemi Ikuta - UFMS Profa. Dra. Flávia Maria de Moura Santos - UFMT Profa. Dra. Flávia Rebelo Mochel - UFMA Prof. Dr. Flavio Rodrigues do Nascimento - UFC Prof. Dr. Francisco Marques Cardozo Júnior - UESPI Prof. Dr. Frederico Braida Rodrigues de Paula - UFJF Prof. Dr. Frederico Canuto - UFMG Prof. Dr. Frederico Yuri Hanai – UFSCar Profa. Dra. Geise Brizotti Pasquotto - UNESP Prof. Dr. Gabriel Luis Bonora Vidrih Ferreira - UEMS Profa. Dra. Gelze Serrat de Souza Campos Rodrigues - UFU Prof. Dr. Generoso De Angelis Neto - UEM Prof. Dr. Geraldino Carneiro de Araújo - UFMS Profa. Dra. Gianna Melo Barbirato - UFAL Prof. Dr. Gilivã Antonio Fridrich – Faculdade DAMA Prof. Dr. Glauco de Paula Cocozza – UFU Profa. Dra. Iracimara de Anchieta Messias - FCT/UNESP Profa. Dra. Irani Lauer Lellis - UFOPA Profa. Dra. Isabel Crisitna Moroz Caccia Gouveia - FCT/UNESP Profa. Dra. Jakeline Aparecida Semechechem - UENP Profa. Dra. Jakeline Santos Cochev da Cruz Prof. Dr. João Adalberto Campato Jr. - - Universidade BRASIL Prof. Dr. João Cândido André da Silva Neto - UEA Prof. Dr. João Carlos Nucci - UFPR Prof. Dr. João Paulo Peres Bezerra - UFFS 5 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Prof. Dr. João Roberto Gomes de Faria - FAAC/UNESP Prof. Dr. José Aparecido dos Santos - FAI Prof. Dr. José Mariano Caccia Gouveia - FCT/UNESP Prof. Dr. José Queiroz de Miranda Neto – UFPA Prof. Dr. Josinês Barbosa Rabelo - Centro Universitário Tabosa de Almeida Profa. Dra. Jovanka Baracuhy Cavalcanti Scocuglia - UFPB Profa. Dra. Juliana de Oliveira Vicentini Profa. Dra. Juliana Heloisa Pinê Américo-Pinheiro -Universidade BRASIL Prof. Dr. Junior Ruiz Garcia - UFPR Profa. Dra. Karin Schwabe Meneguetti – UEM Profa. Dra. Katia Sakihama Ventura - UFSCar Prof. Dr. Leandro Gaffo - UFSB Prof. Dr. Leandro Teixeira Paranhos Lopes -Universidade BRASIL Profa. Dra. Leda Correia Pedro Miyazaki - UFU Profa. Dra. Leonice Domingos dos Santos Cintra Lima - Universidade BRASIL Profa. Dra. Leonice Seolin Dias - ANAP Profa. Dra. Lidia Maria de Almeida Plicas - IBILCE/UNESP Profa. Dra. Lilian Keila Barazetti – UNOESTE Profa. Dra. Liriane Gonçalves Barbosa Profa. Dra. Lisiane Ilha Librelotto - UFS Profa. Dra. Lucy Ribeiro Ayach - UFMS Profa. Dra. Luciana Ferreira Leal - FACCAT Profa. Dra. Luciane Lobato Sobral - UEPA Profa. Dra. Luciana Márcia Gonçalves – UFSCar Prof. Dr. Luiz Fernando Gouvêa e Silva - UFG Prof. Dr. Marcelo Campos - FCE/UNESP Prof. Dr. Marcelo Real Prado - UTFPR Profa. Dra. Marcia Eliane Silva Carvalho - UFS Prof. Dr. MárcioRogério Pontes - EQUOIA Engenharia Ambiental LTDA Profa. Dra. Margareth de Castro Afeche Pimenta - UFSC Profa. Dra. Maria Ângela Dias - UFRJ Profa. Dra. Maria Ângela Pereira de Castro e Silva Bortolucci - IAU Profa. Dra. Maria Augusta Justi Pisani - UPM Profa. Dra. María Gloria Fabregat Rodríguez - UNESP Profa. Dra. Maria Helena Pereira Mirante – UNOESTE Profa. Dra. Maria José Neto - UFMS Profa. Dra. Maristela Gonçalves Giassi - UNESC Profa. Dra. Marta Cristina de Jesus Albuquerque Nogueira - UFMT Profa. Dra. Martha Priscila Bezerra Pereira - UFCG Prof. Dr. Maurício Lamano Ferreira - UNINOVE Profa. Dra. Nádia Vicência do Nascimento Martins - UEPA Profa. Dra. Natacha Cíntia Regina Aleixo - UEA Profa. Dra. Natália Cristina Alves Prof. Dr. Natalino Perovano Filho - UESB Prof. Dr. Nilton Ricoy Torres - FAU/USP Profa. Dra. Olivia de Campos Maia Pereira - EESC - USP Profa. Dra. Onilda Gomes Bezerra - UFPE Prof. Dr. Paulo Alves de Melo – UFPA Prof. Dr. Paulo Cesar Rocha - FCT/UNESP Prof. Dr. Paulo Cesar Vieira Archanjo 6 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Profa. Dra. Priscila Varges da Silva - UFMS Profa. Dra. Regina Célia de Castro Fereira - UEMA Prof. Dr. Raul Reis Amorim - UNICAMP Prof. Dr. Renan Antônio da Silva - UNESP – IBRC Profa. Dra. Renata Morandi Lóra - IFES Profa. Dra. Renata Ribeiro de Araújo - - FCT/UNESP Prof. Dr. Ricardo de Sampaio Dagnino - UFRGS Prof. Dr. Ricardo Toshio Fujihara - UFSCar Profa. Dra. Risete Maria Queiroz Leao Braga – UFPA Profa. Dra. Rita Denize de Oliveira - UFPA Prof. Dr. Rodrigo Barchi - UNISO Prof. Dr. Rodrigo Cezar Criado - TOLEDO / Prudente Centro Universitário Prof. Dr. Rodrigo Gonçalves dos Santos - UFSC Prof. Dr. Rodrigo José Pisani - UNIFAL- MG Prof. Dr. Rodrigo Santiago Barbosa Rocha - UEPA Prof. Dr. Rodrigo Simão Camacho - UFGD Prof. Dr. Ronaldo Rodrigues Araujo - UFMA Profa. Dra. Roselene Maria Schneider - UFMT Prof. Dr. Salvador Carpi Junior - UNICAMP Profa. Dra. Sandra Mara Alves da Silva Neves - UNEMAT Prof. Dr. Sérgio Augusto Mello da Silva - FEIS/UNESP Prof. Dr. Sergio Luis de Carvalho - FEIS/UNESP Profa. Dra. Sílvia Carla da Silva André - UFSCar Profa. Dra. Silvia Mikami G. Pina - Unicamp Profa. Dra. Simone Valaski - UFPR Profa. Dra. Sueli Angelo Furlan - USP Profa. Dra. Tânia Fernandes Veri Araujo - IF Goiano Profa. Dra. Tânia Paula da Silva – UNEMAT Profa. Dra. Tatiane Bonametti Veiga - UNICENTRO Prof. Dr. Thiago Ferreira Dias Kanthack Profa. Dra. Vera Lucia Freitas Marinho – UEMS Prof. Dr. Vilmar Alves Pereira - FURG Prof. Dr. Vitor Corrêa de Mattos Barretto - FCAE/UNESP Prof. Dr. Xisto Serafim de Santana de Souza Júnior - UFCG Prof. Dr. Wagner de Souza Rezende - UFG Profa. Dra. Yanayne Benetti Barbosa 7 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO APRESENTAÇÃO DA OBRA No Brasil e basicamente em todo o mundo, nota-se uma conjunção entre agricultura e sustentabilidade, tal fato se dá pela necessidade de conservação dos recursos naturais em todo o globo. Por isso ações e políticas governamentais tem sido cada dia mais rigorosas no monitoramento agrícola e os impactos ambientais causados por tal atividade. Nesse sentido, o agronegócio deve estar cada dia mais conciliando práticas agrícolas com sustentabilidade. O livro “Sustentabilidade no agronegócio” é composto por oito capítulos com leitura que envolve o tema em sua totalidade, os autores dos capítulos, que são pesquisadores e professores em sua maioria, possuem experiência nos temas e pertencem a renomadas instituições de ensino e pesquisa do país. O primeiro capítulo desta obra “Situação atual da produção na agropecuária de forma sustentável”, apresenta o crescimento agrícola brasileiro e a necessidade da criação de meios sustentáveis, advindos de técnicas experimentalmente estudadas, para a produção de alimentos, evitando a contaminação dos recursos naturais. O segundo capítulo “A modernização da agricultura e o caso brasileiro”, apresenta a evolução do desenvolvimento agrícola e o monopólio de países na chamada revolução verde, também neste capítulo, o leitor terá em suas mãos uma crítica sobre a evolução da agricultura no país e os caminhos tomados pelo Brasil para o protagonismo no setor. O capítulo “Aspectos de produção de biocombustível”, discute os problemas sobre o uso de combustíveis fósseis e o uso de biocombustíveis como energia mais limpa e melhor opção para sustentabilidade do planeta. Já neste tema “Desenvolvimento sustentável e energia renovável no meio rural: um estudo sobre o uso do biodigestor como fonte alternativa e econômica para o pequeno produtor”, os autores apresentam uma discussão sobre a viabilidade do uso do biodigestor como matriz energética no Brasil, 8 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) abordando as problemáticas do consumo de energia, as dificuldades e disponibilidade e as principais fontes disponíveis. No capítulo “Insetos: alimento sustentável para nutrição animal”, os autores enfatizam a importância dos insetos como fonte de alimento sustentável, as principais espécies de insetos alimentícios utilizadas e o interesse global de acadêmicos e empreendedores para este tipo de atividade. A obra neste capítulo “Manejo sustentável do solo como alternativa para mitigação das mudanças climáticas”, elucida como o manejo sustentável do solo pode ser uma alternativa para a mitigação dos efeitos das mudanças climáticas, através do reaproveitamento de resíduos e técnicas de conservação do solo. Ainda no âmbito das mudanças climáticas, o capítulo “Mudanças climáticas e a agropecuária”, de Ilca Puertas de Freitas e Silva e colaboradores, aborda o cenário das mudanças climáticas e seus efeitos no agronegócio e algumas medidas de mitigação de emissão de gases do efeito estufa, utilizando tecnologia em sistemas produtivos , tema de fundamental importância no cenário de discussões ambientais em que se insere a agricultura. A obra é finalizada com o tema “O uso da água na agricultura: importância, ineficiências e tendências”, os autores abordam como a água é o principal agente da revolução agrícola no mundo, tal capítulo remete a agricultura como maior consumidor e agente poluidor dos recursos hídricos, sendo necessário atenção e emprego de tecnologias para o aumento da eficiência do uso da água. Trata-se de um livro com discussões importantes e atuais em um cenário diversificado como é o setor do agronegócio, espera-se que o conteúdo apresentado nesta obra possa ser utilizado em pesquisas, revisões de literatura e consultas para estudantes e profissionais das ciências agrárias, assim como produtores e interessados no setor. Prof. Dr. Alexsandro Oliveira da Silva 9 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO ORGANIZADORES DA OBRA ALLAN LEON CASEMIRO DA SILVA Doutorando em Agronegócio e Desenvolvimento pela Faculdade de Ciências e Engenharia (FCE) da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP (2018), Especialista em Gestão do Agronegócio pela Faculdade de Ciências e Engenharia (FCE) - UNESP (2011), graduado em Direito pela FADAP-FAP (2006) e em Administração pela FCE UNESP (2014). Atualmente é Docente dos cursos de Direito e Administração das Faculdade de Direito da Alta Paulista FADAP/FAP. FERNANDO FERRARI PUTTI Possui graduação em Administração de Empresas (2012), pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho do Campus Experimental de Tupã, Mestrado em Agronomia (Irrigação e Drenagem) (2014) e doutorado (2015) pela FCA/ UNESP- Botucatu. Atualmente é Professor Assistente Doutor da Faculdade de Ciências e Engenharia do Campus de Tupã no Departamento de Engenharia de Biossistemas. Assessor Técnico da Pró-Reitoria de Graduação da UNESP (PROGRAD) BRUNO CÉSAR GÓES Possui graduação em Administração de Empresas e Agronegócios (2016) pelaFaculdade de Ciências e Engenharia (FCE) da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) - Campus de Tupã, Mestrado em Agronegócio e Desenvolvimento (2019) pela Faculdade de Ciências e Engenharia (FCE) da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) - Campus de Tupã, com bolsa fomentada pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Doutorado em Agronegócio e Desenvolvimento (2020) pela Faculdade de Ciências e Engenharia (FCE) da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) - Campus de Tupã. Atualmente é docente da Universidade José do Rosário Vellano (UNIFENAS), Alfenas-MG. 10 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 11 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO SUMÁRIO CAPÍTULO 1 SITUAÇÃO ATUAL DA PRODUÇÃO NA AGROPECUÁRIA DE FORMA SUSTENTÁVEL Carlos Eduardo Botega, Elaine da Silva Lima, Elisa Cristina Rocha, Ligiane Aparecida Florentino, Marcos Speroni Ceron 15 CAPÍTULO 2 A MODERNIZAÇÃO DA AGRICULTURA E O CASO BRASILEIRO Carlos Guida Anderson, Paulo César Ferreira, Lucas Lima de Resende, Fernando Ferrari Putti, Bruno César Góes 47 CAPÍTULO 3 ASPECTOS DE PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL Álvaro de Baptista Neto, Fernando Masarin, Ariela Veloso de Paula, Rodney Helder Miotti Junior, Guilherme Peixoto 69 CAPÍTULO 4 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E ENERGIA RENOVÁVEL NO MEIO RURAL: UM ESTUDO SOBRE O USO DO BIODIGESTOR COMO FONTE ALTERNATIVA E ECONÔMICA PARA O PEQUENO PRODUTOR Vitor Bini Teodoro, Patrícia Cristina Melero Pereira Leite, Márcio Presumido Júnior, Estela Violin de Melo, Angélica Gois Morales 117 12 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) CAPÍTULO 5 INSETOS: ALIMENTO SUSTENTÁVEL PARA NUTRIÇÃO ANIMAL Ariane Flávia do Nascimento, Andressa Santanna Natel, Fábio dos Santos Corsini, Eric Ribeiro Madureira, Diego Vicente da Costa 153 CAPÍTULO 6 MANEJO SUSTENTÁVEL DO SOLO COMO ALTERNATIVA PARA MITIGAÇÃO DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS Tayla Évellin de Oliveira, Ana Beatriz Carvalho Terra, Kleso Silva Franco Júnior, Ademir Calegari, Ligiane Aparecida Florentino 195 CAPÍTULO 7 MUDANÇAS CLIMÁTICAS E A AGROPECUÁRIA Ilca Puertas de Freitas e Silva, Paula de Aguiar Silva, Josué Ferreira Silva Junior, Luis Henrique Almeida de Matos 219 CAPÍTULO 8 O USO DA ÁGUA NA AGRICULTURA: IMPORTÂNCIA, INEFICIÊNCIAS E TENDÊNCIAS Teucle Mannarelli Filho, Vitória Aparecida Cardoso, Suzana Márcia Marangoni, Wagner Luiz Lourenzani, Cristiane Hengler Corrêa Bernardo 243 13 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 14 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 15 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO CAPÍTULO 1 ___________________________________ SITUAÇÃO ATUAL DA PRODUÇÃO NA AGROPECUÁRIA DE FORMA SUSTENTÁVEL Carlos Eduardo Botega1 Elaine da Silva Lima2 Elisa Cristina Rocha3 Ligiane Aparecida Florentino4 Marcos Speroni Ceron5 1 Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal-UNIFENAS, E-mail: cebotega@gmail.com 2 Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal-UNIFENAS, elaine.96lima@gmail.com 3 Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal-UNIFENAS, lisarocha15@gmail.com 4 Prof. Dr. Ligiane Aparecida Florentino-UNIFENAS, ligiane.florentino@unifenas.br 5 Prof. Dr. Prof. Dr. Marcos Speroni Ceron-UNIFENAS, marcos.ceron@unifenas.br 16 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) INTRODUÇÃO A expressão "desenvolvimento sustentável", começou a se tornar popular a partir da Conferência das Nações Unidas para o Meio Ambiente e Desenvolvimento (CNUMAD), realizada no Rio de Janeiro em 1992. Com o surgimento dos conceitos de sustentabilidade, os impactos negativos causados por diversas tecnologias no campo social e ambiental, em especial no setor agrícola, vêm exigindo um novo padrão de desenvolvimento científico e tecnológico, tendo como objetivo a agricultura sustentável (KHAN et al., 2019) O termo “agricultura sustentável” pode ser traduzido como a relação entre a agricultura e o meio ambiente. De modo que os agricultores responsáveis pela gestão de suas propriedades devem adotar práticas corretas respeitando o ambiente, utilizando tecnologias adequadas e cumprindo a regulamentação em vigor (SILVA et al., 2020). Gliessman (2014) considera as seguintes necessidades para a prática de uma agricultura mais sustentável: melhorias no sistema, redução da utilização de insumos, utilização de insumos mais sustentáveis, e restabelecimento de conexões entre produtores e consumidores. O Brasil tem se destacado nas últimas décadas como um dos maiores produtor e exportador de alimentos, e para atender exigências deste mercado o governo brasileiro passou a adotar algumas políticas públicas como: o Plano de Agricultura de Baixa Emissão de Carbono (plano ABC), o Programa de Desenvolvimento da Agricultura Orgânica (Pró-Orgânico), o Pronaf, o Programa Federal de Apoio à Regularização Ambiental de Imóveis Rurais e mais recentemente, a obrigatoriedade do Cadastro Ambiental Rural (CAR). Assim como a implementação de técnicas ou alternativas sustentáveis utilizadas na produção animal e vegetal que visem a utilização de métodos alternativos aos utilizados pela agricultura convencional. Deste modo o presente trabalho teve como objetivo realizar um breve levantamento da situação atual da produção na agropecuária de forma sustentável 17 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 1 SUSTENTABILIDADE NA AGROPECUÁRIA Para Gasques et al. (2014) o crescimento nos últimos anos do setor agrícola no Brasil deve-se a fatores como: a melhor qualificação da mão-de- obra, as melhorias nas máquinas e equipamentos, os novos processos de execução e monitoramento de operações, utilização de melhores cultivares, uso de sementes geneticamente modificadas e investimentos em pesquisa (GASQUES et al., 2014). Porém, sabe-se que a produção agropecuária convencional acumula uma série de críticas que incluem contaminação de águas por fertilizantes químicos, riscos para a saúde humana e animal decorrentes do manejo incorreto de pesticidas, perda da diversidade genética, resistência das pragas aos agrotóxicos , redução da produtividade do solo devido à erosão, compactação e perda de matéria orgânica do solo e riscos à saúde e segurança incorridos pelos trabalhadores agrícolas (LAURANCE, SAYER e CASSMAN, 2014). Nessa linha, Nassar et al. (2010), observam que a sustentabilidade é um dos elos para a manutenção da trajetória de crescimento do setor agropecuário brasileiro. Sendo assim, conciliar eficiência produtiva com equilíbrio ambiental é, particularmente desafiador para a agropecuária brasileira. Deste modo a sustentabilidade se tornou, portanto, uma necessidade e não apenas uma alternativa, a fim de mitigar tais impactos. Segundo Costa (2010), para a caracterização da sustentabilidade deve-se ter uma visão global das três dimensões fundamentais do desenvolvimento sustentável, considerando os aspectos ambientais em harmonia com os aspectos econômicos e sociais, para que se possa obter equilíbrio ambiental, eficácia econômica e equidade social. Ao mesmo tempo em que as necessidades dos produtores e consumidores possam ser atendidas a longo prazo, envolvendo a agropecuária e sua interação com a sociedade (YUNLONG e SMIT, 1994). As transformações nas bases da agricultura e na migração de um modelo tradicional para um modelo sustentável passam pela transformação da sociedade, assim, não é uma simples substituição de implementos que fortalecerão as novas práticas, mas a promoção de políticas públicas, voltadas para o fortalecimento dessa agricultura (MOREIRA e CARMO, 2004). Para Altieri 18 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.)(2002), a implantação de sistema agroecológicos para produção de alimentos são fundamentais para redução do passiva ambiental da atividade agropecuária. O mesmo também sugere que para um modelo de produção agropecuário ser considerado agroecológico, deve-se seguir as seguintes características ilustradas na figura 1. Figura 1: Principais características das propriedades autossustentáveis Fonte: adaptado de Altieri (2002). 2 PRODUÇÃO ANIMAL E VEGETAL SUSTENTÁVEIS No setor de produção animal, a maior e mais recente preocupação é a introdução dos conceitos relacionados ao bem-estar do animal, em protocolos de boas práticas de produção. Esse fato é um reflexo das discussões que vem ocorrendo nas cadeias de produção de proteína animal (MAZZUCO, 2008). Como e o caso de algumas atividades de produção adotadas na cadeia produtiva de ovos que tem gerado controvérsias frente a percepção pública, devido ao manejo convencional e alojamento praticados comercialmente, como por exemplo, a debicagem das aves, aplicação de muda induzida, o tipo 19 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO de gaiola e densidade de alojamento (nº de aves/gaiola), transporte das aves e de população de aviários vêm recebendo maior atenção uma vez que são atividades que têm gerado discussões sobre o bem-estar de poedeiras em sistemas de criação intensivo ( MAZZUCO, 2008). Outro fato preocupante nos sistemas produtivos é a formação de resíduos tanto na avicultura quanto na suinocultura, pois ambas possuem grande potencial poluidor. Nestas atividades, para minimizar os impactos tem- se praticado a armazenagem desses resíduos em lagoas ou tanques para posteriormente serem utilizados como fertilizante vegetal ou na geração de gás (KUNZ et al., 2006). Outra atividade agropecuária intensiva que também tem a característica de produzir significativa carga de matéria orgânica diariamente é a bovinocultura em confinamentos, tanto de corte como de leite (PASQUALINI, 2020). Já a produção animal em regime de pastagens, caracteriza-se pelo extrativismo, de modo que ocorre a perda da capacidade produtiva das pastagens e seus impactos sobre o ambiente e o comprometimento da sustentabilidade da atividade são facilmente percebidos (PASQUALINI, 2020). Como reflexo disso estimasse que 80% da área de pastagens cultivadas no Brasil encontram se em algum estado de degradação, o que afeta interfere negativamente na eficiência alimentar dos bovinos. Com isso outros sistemas de criação vêm ganhando espaço no mercado consumidor cárneo como é o caso da produção cunícula que apresenta características favoráveis em aspectos econômicos e para a oferta de alimentos de forma sustentável, diante da baixa demanda de espaço para o manejo dos animais, elevada proliferação da espécie, baixa utilização de água, características alimentares da carne e possibilidade de agregação de valor dos subprodutos gerados, como miúdos e pele (BONAMIGO et al. 2017) Já no setor agrícola uma das preocupações referentes e à o grande uso de fertilizantes químicos, que encarecem a produção e podem causar danos ao meio ambiente. De acordo com a associação nacional de difusão de adubos (ANDA) no ano de 2018 foram entregues ao mercado brasileiro cerca de 35.506.301 toneladas de fertilizantes químicos, cerca de 4% a mais comparado aos dois últimos anos, estes dados refletem diretamente no valor da produção 20 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) bruta agrícola que segundo o IBGE no ano de 2018 chegou a 383,9 bilhões de reais, 3% a mais do que nos dois últimos anos. Outro fato de extrema importância refere-se ao possível esgotamento das reservas de rochas que dão origem aos fertilizantes, como é o caso da rocha fosfática, matéria-prima de fertilizantes fosfatados, pois de acordo com as estimativas as reservas sofreram alterações significativas nos últimos anos. Com isso diversas técnicas e alternativas sustentáveis vem sendo criadas e empregadas tanto na produção animal quanto vegetal. 3 TÉCNICAS OU ALTERNATIVAS SUSTENTÁVEIS UTILIZADAS NA PRODUÇÃO ANIMAL E VEGETAL Para garantir o sucesso de produções sustentáveis, devem incluir alternativas que ajudem a melhorar as condições e o desenvolvimento da produção, favorecendo todo o processo e reduzindo os impactos ao meio ambiente, a produção animal e vegetal podem apresentar efeitos positivos ou negativos, esses aspectos vão depender da qualidade do manejo. (ANDRADE; STONE; GODOY, 2013). A atual agricultura tem o desafio de garantir a produtividade da produção e aprimorar a qualidade biológica mantendo o valor nutritivo e visando a ausência de resíduos tóxicos nos alimentos, tem o compromisso de conservar os recursos naturais para as futuras gerações (EMBRAPA, 2003). O Plano ABC teve origem na COP-15 (2009) Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (UNFCCC), onde o governo brasileiro assumiu o compromisso voluntário de redução das emissões até 2020. Esse comprometimento para com a redução de GEE, inclui medidas sustentáveis como aumentar a participação de biocombustível na matriz energética, restaurar e reflorestar e eliminar o desmatamento ilegal, garantindo práticas sustentáveis e eficazes para uma agropecuária mais limpa, e com menor impacto (GOVERNO FEDERAL, 2012). O Plano ABC é composto por sete programas, seis deles referentes às tecnologias de mitigação, e ainda um último programa com ações de adaptação às mudanças climáticas: 21 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO • Programa 1: Recuperação de Pastagens Degradadas A recuperação de pastagens degradadas é busca por técnicas de manejo para melhorar as condições das pastagens, aumentando o vigor e produtividade, para sustentar os níveis de produção e qualidade exigida pelos animais. Pois pastagens degradadas perdem sua cobertura vegetal e matéria seca, resultando em um aumento da emissão de CO2. Tendo em vista os avanços, a busca por melhorar a qualidade das pastagens e condições de manejo adequado, a pecuária mostra ter um grande potencial de sequestro de carbono. (ZEN et al., 2008). • Programa 2: Sistemas Agroflorestais (SAFs) e Integração Lavoura-Pecuária- Floresta (iLPF) Os Sistemas Agroflorestais (SAFs) se caracterizam pelo consórcio de árvores perenes, com espécies agrícolas, forrageiras e atividade pecuária em uma mesma área, seguindo uma disposição espacial e temporal, com grande variedade de espécies e interações ecológicas entre os componentes. Ao contrário da monocultura, o sistema agroflorestal é extremamente adequado para a agricultura familiar, pois devido à grande diversificação de culturas, garante renda ao produtor rural ao longo de todo o ano. Os SAF mais conhecidos no Brasil são: os quintais agroflorestais, silvipastoris, taungya e os sistemas multiestratificados comerciais (GOVERNO, 2012). A Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF) caracteriza-se pela integração de ciclos de atividades agrícolas e atividades pecuárias, em sequência na mesma área de produção. O sistema faz a rotação de culturas anuais de grãos com pastagens anuais ou perenes. O consórcio de leguminosas com gramíneas forrageiras pode aumentar o teor de nutrientes, principalmente nitrogênio, no solo através da fixação biológica por rizóbios de leguminosas (Ashworth; West, 2015; Xavier et al., 2011). O ILPF reduz o uso de insumos agrícolas, possibilita a reciclagem de carbono e torna atividade agropecuária mais sustentável. 22 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) • Programa 3: Sistema Plantio Direto (SPD) O sistema de plantio direto (SPD) é uma alternativa de produção sustentável, o mesmo aumenta eficiência energética do sistema de produção (RUSU,2014), e o não revolvimento do solo, aconselhado por este manejo, gera maior conservação de nitrogênio, potássio e carbono no sistema solo-planta (VILLAMIL& NAFZIGER,2015). Este processo produtivo aumenta a matéria orgânica presente no solo, a porosidade total e o conteúdo de água disponível, além de controlar o escorrimento superficial e diminuir as perdas de solo (AWALE,2013). • Programa 4: Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) Visando aumento da eficiência agronômica os inoculantes bacterianos são uma alternativa a fim de melhorar a absorção de nutrientes, a inoculação com microrganismos fixadores de nitrogênio (N) atmosférico, onde reduzem a utilização de fertilizantes nitrogenados, e esses microrganismos pode aumentar a disponibilidade de nutrientes nos solos (SÁNCHEZ LÓPEZ, et al. 2020). Já existe diversos estudos com inúmeros gêneros bacterianos que apresentam potencial como inoculantes, dentre os mais aceitos estão Azospirillum, Pseudomonas, Azotobacter, Bacillus, entre outros (Yasmin et al., 2010; Sánchez et al.,2019). Na FBN, o nitrogênio atmosférico (N 2) é convertido em amônio (NH4 +) em nódulos radiculares formados pela simbiose leguminosa-rizóbios (ASHWORTH et al,2015) bactérias diazotróficas de vida livre presentes no solo. A fixação do N se deve a atuação do complexo enzimático da nitrogenase, que catalisa a redução do nitrogênio (N 2) em amônia (NH 3), que é protonado para formar NH 4 + (IPATA; PESI,2015). • Programa 5: Florestas Plantadas A produção de florestas plantadas tem como objetivos gerar uma fonte de renda produtor e sua família a longo prazo e diminuir pressão sobre as matas nativas, e capturar CO2 da atmosfera, reduzindo os efeitos do aquecimento global. E assim promovendo ações de reflorestamento no país, ampliando a área reflorestada destinada à produção (GOVERNO, 2012). O Brasil vem se 23 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO destacando com um dos líderes mundiais em florestas plantadas, e atualmente possui mais de 7,84 milhões de hectares, constituindo mais de 72% dessa área do gênero Eucalyptus (IBA,2016). • Programa 6: Tratamento de Dejetos Animais O biodigestor é um equipamento utilizado para acelerar a decomposição de matéria orgânica e resulta na produção de biogás (metano, dióxido de carbono, gás sulfídrico e nitrogênio). Esse processo consiste no tratamento apropriado dos efluentes e dejetos, uma prática sustentável para a redução da emissão de metano, essa técnica auxilia no aumento na renda dos agricultores, seja pelo biocomposto produzido ou pela geração de energia automotiva, térmica e elétrica por meio do uso do biogás, através de biodigestores. (GOVERNO,2012). O sistema de manejo de dejetos de suínos empregando biodigestores é um hábil instrumento de redução de emissão de CO2, desde que o metano seja queimado ou utilizado para outros fins, por exemplo, a geração de energia (ANGONESE et al, 2007). • Programa 7: Adaptação às Mudanças Climáticas A adaptação às Mudanças Climática é o conjunto de políticas públicas de enfrentamento das alterações do clima, essas mudanças podem afetar o ciclo das culturas e vegetação consequentemente podem resultar em safras menores e produtos de menor qualidade, e trazer grandes prejuízos para a agricultura, e permanência dos agricultores no campo (GOVERNO, 2012). Nesse sentido, estratégias de adequação às mudanças climáticas são essenciais para que os agricultores e todos os elos da cadeia produtiva do agronegócio possam atenuar os efeitos adversos previstos (MOORE & LOBELL,2014). 24 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 4 CONTROLE BIOLÓGICO O controle biológico é uma prática de manejo de pragas agrícolas, apresenta um custo mais baixo, menor risco à saúde humana e ao meio ambiente, reduzindo assim os danos (EMBRAPA, 2003). O mesmo tem se destacado como uma das possibilidades para a redução de infestações por pragas em culturas agrícolas, especialmente onde redução ou eliminação de pesticidas, pois almejam práticas sustentáveis de manejo de pragas. A produção agrícola está tomando novos direcionamentos que cabe desenvolver práticas de menor impacto ambiental no combate de pragas, desenvolvendo métodos alternativos substitui ou reduz a utilização de químicos com efeitos negativos à saúde humana e meio ambiente, proporcionando e impulsionando o uso sustentável da biodiversidade (SILVA et al., 2010). O biocontrole tem sido reconhecido pelos produtores que utilizam do método como uma considerada uma alternativa viável com resultados satisfatórios para um sistema de produção orgânica, substituindo defensivos químicos e proporcionando a manutenção do equilíbrio ambiental (CHAGAS, et al. 2016). Compostagem A compostagem é um conjunto de processos aeróbicos, denominado decomposição controlada da matéria orgânica em condições que desenvolvem temperaturas termofílicas, resultantes de uma produção calorífica de origem biológica, tendo um produto final estável, sanitizado, rico em compostos húmicos e cuja utilização no solo não oferece riscos ao meio ambiente (Valente et al. 2009). Diante disso, a compostagem é uma alternativa viável e muito eficaz para amenizar os impactos causados pela produção animal (SOUZA, 2019). Um processo biológico de reciclagem de nutrientes, podendo ser empregada desde que alguns parâmetros sejam adaptados para que as carcaças possam ser decompostas de maneira eficiente e segura, sem que haja disseminação de doenças, mesmo não se sabendo a causa da mortalidade dos animais, se todos os critérios forem seguidos justifica-se o usa do processo, amenizando os resíduos gerados e os impactos (GARDONI, 2019). 25 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO De acordo com a Resolução nº 481 de 03 de outubro de 2017, do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA, para adoção de processos de compostagem é necessário cumprir requisitos mínimos, sendo controle ambiental para minimizar lixiviados e emissão de odores e evitar geração de chorume, proteção do solo por impermeabilização, manejo e tratamento dos líquidos lixiviados e manejo de águas pluviais. Também devem conter sistema de recepção e armazenamento de resíduos orgânicos, medidas de isolamento e sinalização da área, sendo proibido o acesso de pessoas não autorizadas e animais. Produção Siscal O Sistema Intensivo de Suínos Criados ao Ar Livre (SISCAL) teve origem no continente europeu e o mesmo foi aderido pelos brasileiros por volta da década de 80, por oferecer grandes vantagens e facilidades e baixo custo na produção, tendo também custo reduzido na sua implantação e manutenção, garantindo a flexibilidade desse sistema (DALLA COSTA, 1998). No SISCAL, os animais são mantidos em piquetes, ao ar livre com abrigos rústicos, onde podem explorar o ambiente e expressar seu comportamento natural. Este sistema se difere do sistema convencional, onde os animais são mantidos em baias de alvenaria, e em alguns casos com excesso de animais (CARVALHO & VIANA, 2011). Certificação A globalização econômica tem permitido que pessoas aprendam e conheçam as mais diversificadas regiões do mundo e diferentes formas de produção e alimentos, gerando busca por preços competitivos, segurança alimentar e maior qualidade do alimento. O ambiente social envolvido no processo de produção começa a desempenhar um papel fundamental nas relações comerciais, à medida que os consumidores se tornam mais conscientes e demandam ao mercado uma busca por alimentos mais saudáveis (Martins, D, dos, S; et al; 2013). Em busca de uma abrangência maior de mercado, as empresas têm buscado um modo mais comum de alertar aos consumidores sobre as 26 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) qualidades especiais de produtos, com isso realizam a certificação e usam os selos incorporados na rotulagem para diversificar os produtos. Certificados ou selos de qualidade são usados em muitos países, incluindo o Brasil, para distinguir produtos ou unidades de produçãode alimentos (Aquino, A.M; Assis, R.L; 2005). Estes são considerados mecanismos de supervisão de qualidade e podem ser concedidos ou reconhecidos por organizações não-governamentais e por agências governamentais. Certificação na produção vegetal orgânica A produção orgânica do Brasil é regulada Ministro da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA) e definido como um produto cultivado sem uso agrotóxicos, fertilizantes, e substância sintética. As razões para a certificação são as mais diversas possíveis, incluindo; as necessidades dos clientes, as impressões dos clientes, as demandas dos consumidores mais elevados e até o valor agregado dos produtos ou serviços, sendo sua avalição baseada na auditoria do processo de produção, coleta e testes de amostras. (ABNT, 2020) (Perreti; et al 2010). A certificação de produtos orgânicos é o procedimento pelo qual uma certificadora, devidamente credenciada pelo (MAPA) e “acreditada” (credenciada) pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro), assegura por escrito (Quadro 1) que determinado produto, processo ou serviço obedeça às normas e práticas da produção orgânica (Munoz; et al; 2016). 27 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Quadro 1 - Principais Selos de certificação Orgânico A certificação de produtos orgânicos é o procedimento pelo qual uma certificadora, devidamente credenciada pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) e “acreditada” (credenciada) pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro), assegura por escrito que determinado produto, processo ou serviço obedece às normas e práticas da produção orgânica. Fonte Mapa 2020. Orgânico por Certificação/ Auditoria A concessão do selo SisOrg é feita por uma certificadora pública ou privada credenciada no Ministério da Agricultura. O organismo de avaliação da conformidade obedece a procedimentos e critérios reconhecidos internacionalmente, além dos requisitos técnicos estabelecidos pela legislação brasileira. Fonte Mapa 2020. Orgânico Sistema Participativo Os Sistemas Participativos de Garantia – SPG são grupos formados por produtores, consumidores, técnicos e pesquisadores que se auto-certificam, ou seja, estabelecem procedimentos de verificação das normas de produção orgânica daqueles produtores que compõe o SPG. Precisam ser credenciados no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento que fiscaliza seu trabalho. Os produtos do SPG recebem o selo brasileiro. Fonte: MAPA 2020 EOS (Ecocert Organic Standard) Regulamento Europeu. O CR 834/07 (Council Regulation No 834/07) regulamenta produtos orgânicos na União Européia. A fim de atestar para os consumidores em todo o mercado que o produto é orgânico, o logotipo é obrigatório para todos os alimentos orgânicos pré-embalados produzidos na União Européia. No caso de não-embalados, seu uso é voluntário. (Martins, D, dos, S; et al; 2013). USDA-NOP (National Organic Program) O Programa Norte-Americano de Orgânicos (National Organic Products – NOP) faz parte do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA). O NOP desenvolve, implementa e administra critérios para a produção, manuseio e normas de rotulagem. Além disso, credencia empresas privadas, organizações e órgãos estaduais para certificar produtores e manipuladores de acordo com as normas NOP, inclusive em outros países. (Martins, D, dos, S; et al; 2013). 28 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) COR (Canadian Organic Rules) O Canada Organic Regime (COR) foi elaborado pelo governo do Canadá. A Agência Canadense de Inspeção de Alimentos (Canadian Food Inspection Agency – CFIA) é responsável pelo acompanhamento e aplicação dos regulamentos. Há organismos de certificação, espalhados por todo o mundo, responsáveis por verificar a aplicação dos padrões canadenses. (Martins, D, dos, S; et al; 2013). JAS (Japan Agricultural Standards) A Norma Japanese Agricultural Standard (JAS) de produtos orgânicos foi estabelecida no Japão com base nas diretrizes para a produção, processamento, rotulagem e marketing de produtos orgânicos, que foram aprovadas pela Comissão do Codex Alimentarius. Organismos de certificação registrados no Japão ou em outros países podem conceder o uso do logotipo JAS orgânico nos produtos que sejam produzidos ou fabricados em conformidade com essas normas. (Martins, D, dos, S; et al; 2013). Fonte JULIÃO, L.; VIANA, M 2011 A IFOAM (Federação Internacional de Movimentos de Agricultura Orgânica, é a organização mundial do movimento de agricultura orgânica, figura 2) tem desenvolvido um conjunto de normas aprovadas oficialmente como orgânicas pelo movimento orgânico internacional, e que de alguma forma traçam um critério para distinguir entre orgânico e não orgânico. A aprovação de cada norma é baseada numa avaliação técnica detalhada destas, seguindo um procedimento determinado pelo sistema de garantia orgânica e auxilia no desenvolvimento e capacidade do agricultor para facilitar a transição dos agricultores, conscientizam sobre a necessidade de produção e consumo sustentáveis e defendem um ambiente político propício às práticas agrícolas agroecológicas e ao desenvolvimento sustentável (IFOAM, 2020). 29 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Figura 2 – Símbolo da IFOAM Fonte: IFOAM, 2020. 5 CERTIFICAÇÃO NA PRODUÇÃO ANIMAL ORGÂNICA Embora ainda em crescimento, o mercado de produtos orgânicos animal tem apresentado uma crescente demanda mundial, fazendo com que os produtores façam adaptações em suas linhas de criação e produção buscando atender as novas demandas globais. A Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) e da Organização Mundial da Saúde (OMS), criado em 1963, com o objetivo de estabelecer normas internacionais na área de alimentos, incluindo padrões, diretrizes e guias sobre Boas Práticas e de Avaliação de Segurança e Eficácia. Seus principais objetivos são proteger a saúde dos consumidores e garantir práticas leais de comércio entre os países, assim como a regulamentação onde o Codex Alimentarius, desde a década de 70, com o objetivo de estabelecer normas internacionais na área de alimentos, incluindo padrões, diretrizes e guias sobre Boas Práticas e de Avaliação de Segurança e eficácia (OCDE-FAO, 2017); (ONU, 2001). Uma das vantagens do sistema orgânico de produção é o uso da rastreabilidade dos animais que geram impacto no PNCRB (Plano de Nacional de Controle de Resíduos e Contaminantes). Destacam-se os programas do governo federal para melhorar a performance do país no que tange a sustentabilidade (GOUVELLO, C. 2010) (BRASIL, 2011): 30 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) a. Agricultura de Baixo Carbono (ABC): este programa visa a promover a recuperação de áreas de pasto que sofreram degradação de solo e colocar em prática um sistema de produção integrada de cultivo, pecuária e florestamento. b. Agroecologia, do Pronaf 48: que proporciona crédito de investimento para a introdução de sistemas agrícolas ambientalmente sustentáveis e para a produção orgânica. c. Novo Código Florestal de 2012: ao demandar o registro de unidades agrícolas no Cadastro Ambiental Rural (CAR), deixando claro que após maio de 2017 as propriedades rurais não incluídas no CAR não terão acesso a crédito agrícola. Mesmo assim, os agricultores podem se comprometer a cumprir as exigências ambientais de acordo com o Plano de Recuperação Ambiental (PAR), inclusive com ações de reflorestamento, conservação de solo e a manutenção de uma parcela da propriedade com cobertura natural. Na produção animal orgânica para amenizar estes impactos no meio ambiente se desenvolveram alguns programas mais sustentáveis para o meioambiente e bem estar do animal, como a Bovinocultura, Galinha Feliz e SISCAL já citados anteriormente onde temos a HFAC que certifica (MAPA, 2020). A Humane Farm Animal Care (figura 3) é a principal organização internacional de certificação sem fins lucrativos voltada para a melhoria da vida dos animais criados, desde o nascimento até o abate, para a produção de alimentos. Na América do Sul ela é representada pelo Instituto Certified Humane Brasil, também uma organização sem fins lucrativos. O objetivo do programa é melhorar a vida dos animais de criação, direcionando a demanda do consumidor por práticas mais agradáveis e responsáveis. 31 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Figura 3 – Símbolo da HFAC Fonte: Mapa, 2020. 6 ADAPTAÇÃO DAS EMPRESAS A PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL No atual ambiente de negócios global, o desempenho global de uma organização é uma característica essencial de seu gerenciamento estratégico. O mercado global impõe às empresas uma série de procedimentos, mudanças (QUARDO 2) e padrões éticos mínimos em relação à conformidade, sendo os negócios formados por diretrizes, normas e regulamentos de adaptação com monitoramento contínuo para manter desenvolvimento sustentável corporativo e sobrevivência no mercado (Assad, E.D; et al 2012). 32 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) QUADRO 2 - Mudança de abordagem a partir da conscientização ambiental Temas Abordagem Convencional Abordagem Consciente Lucro Assegurar lucro transferido ineficiências para o preço do produto. Assegurar lucro controlando custos e eliminando ou reduzindo perdas, fugas, ineficiências (ecoeficiência). Resíduos Descartar os resíduos de maneira mais fácil e econômica. Valorizar os resíduos e maximizar a reciclagem; destinar corretamente os resíduos não recuperáveis. Investimentos Protelar investimentos em proteção ambiental. Investir em melhoria do processo e da qualidade ambiental dos produtos. Legislação Cumprir a lei no que seja essencial, evitando manchar a imagem já conquistada pela empresa. Adiantar-se às leis vigentes e vindouras, projetando uma imagem avançada da empresa. Meio Ambiente Meio ambiente é um problema. Meio ambiente é uma oportunidade. Fonte: Valle, 2002 São aspectos importantes para agronegócio sistemas sustentáveis de produção de alimentos e programas de práticas agrícolas resistentes (QUADRO 3), para aumento da produção e produtividade, mantendo ecossistema e ajudando na adaptação climática, melhorando progressivamente a qualidade do solo e para isso o governo brasileiro se comprometeu com acordo de Paris e com Agenda 2030, implementado programas para a reduzir a emissão de carbono pelo programa ABC (agricultura de baixo carbono), com novo código florestal de 2012 registrando propriedades rurais no CAR (cadastro ambiental rural), o PAR (plano de recuperação ambienta) l com exigências de reflorestamento, manutenção do solo e manter parte natural da propriedade, 33 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO com prazo de 20 anos para execução tendo ainda o programa Agroecologia do Pronaf incentivando crédito para sistemas agrícolas ambientalmente (Arifa; B.I.A 2012) (Caporal, F.R. & Petersen, P. 2012). QUADRO 3 – Frentes de atuação para o desenvolvimento sustentável Fonte: WWF, 2012 O contexto estratégico do agronegócio brasileiro é examinado diante dos fatores de maior influência sobre a sua presença no mercado global. São considerados os princípios internacionais de mercado, bem como as normas da economia sustentável, baseadas na concepção do “tripé” econômico, ambiental e social. São descritas as ações do país com vista ao cumprimento desses princípios e normas, e soluções desenvolvidas para viabilizar a sustentabilidade agropecuária em ambiente tropical. Destaca-se a necessidade da inovação e do aprendizado para os atores envolvidos no setor, bem como uma postura ética, com valores a serem compartilhados ao longo da cadeia produtiva. (Tarapanoff, 2018). Observando problemas da construção histórica das relações sociais / naturais as mudanças ambientais produziram uma série de mudanças na sociedade civil, muito sensível a questões ecológicas, seja no estado ou no mercado, Estratégia. Acreditamos que muitos avanços e desafios são o limite penetre em discussões e práticas ambientais. Além disso, é possível concluir desde o início da produção agrícola, os métodos de produção do agronegócio Preservar capital natural Restaurar ecossistemas; expandir rede de áreas protegidas; recuperar habitats estratégicos. Produzir melhor Reduzir drasticamente os insumos e resíduos nos sistemas de produção; manejar recursos de forma sustentável; ampliar produção de energia renovável. Consumir com mais prudência Alcançar estilos de vida de baixa pegada, 34 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) mudaram. A sustentabilidade (FIGURA 4) é considerada a barreira de entrada nos mercados internacionais, Estratégia competitiva (Costa, 2019). FIGURA 4: Bases para sustentabilidade Fonte Costa, 2019. 7 FATORES IMPORTANTES A SEREM NO AGRONEGÓCIO Temos várias aspectos relevantes do agronegócio, segundo (Moraes M; et al; 2020) incluem: garantir um sistema sustentável de produção de alimentos e desenvolver práticas agrícolas direcionadas para aumentar a produtividade e o rendimento; além de melhorar gradualmente a qualidade da terra e do solo, também ajuda a manter os ecossistemas, esses podem melhorar a capacidade de se adaptar às mudanças climáticas e condições climáticas extremas (QUADRO 4). 35 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO QUADRO 4 – Frentes atuação para produção sustentável no agronegócio. Agroenergia Consiste na geração de energia a partir de produtos agrícolas (biomassa). No Brasil, os principais exemplos de biomassa líquida, ou biocombustíveis, são o etanol produzido a partir da cana- de-açúcar e o biodiesel. Considerada menos poluente e mais barata do que as fontes energéticas tradicionais, a biomassa representa a segunda principal fonte de energia do Brasil (MAPA 2014; GREENPEACE, 2013). Manejo sustentável da água A irrigação é responsável por 70% da água captada de rios e reservas subterrâneas no mundo (WWF, 2012). Entre as tecnologias aplicáveis para amenização desse quadro, destacam-se o planejamento de bacias hidrográficas; práticas de cobertura de solo; recomposição de matas ciliares e proteção de áreas frágeis, dentre outras. Uso eficiente da terra Técnicas como a Lavoura-Pecuária- Floresta (ILPF) e Plantio Direto corroboram para a redução no uso de insumos químicos e controle dos processos erosivos, uma vez que a infiltração da água se torna mais lenta pela permanente cobertura no solo (MAPA, 2014). Fonte Filho, 2015. Aliado ao movimento sustentável temos os desafios comerciais que influenciam como as incertezas e volatilidade do mercado, transparência e visibilidade nas cadeias de valor, mudanças no hábito do consumidor, trabalho com parceiros e fornecedores, comunicação clara e justa, gerenciamento e capacitação de mão de obra (PWC, 2020). 36 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 8 CONSUMIDOR O comportamento e o interesse dos consumidores estão mudando e as marcas precisam entender os novos movimentos que se anunciam para melhor adaptação. O setor de produção de alimentos é crítico em qualquer parte do planeta por sua posição estratégica nos modelos de elaboração de planejamento governamental e de estruturação de políticas públicas, ao mesmo tempo, os produtos alimentícios subordinam-se às leis de mercado como qualquer outro bem de consumo. Assim, por exemplo, sofrem os efeitos de crises econômicas; dependem das leis de oferta e demanda; sujeitam-se àsalterações de hábitos, preferências e expectativas dos consumidores; subordinam-se às novas percepções de usuários de bens ou serviços e, também, sofrem com o alcance de níveis de saturação de faixas específicas de mercado (Moraes M; et al; 2020). As campanhas de conscientização devem e precisam continuar existindo, levando conhecimento a toda a sociedade, além de legislação que norteie o comportamento adequado com relação ao consumo e à produção responsáveis seguindo a legislação brasileira, acordos internacionais e programas nacionais. De acordo com a Angus. A; Westbrook.G; (2019) existem 5 tendências que mais se destacam: a. Alimentos “Livres De” se consolidam no mercado b. Demanda por alimentos naturais impulsiona produtos orgânicos c. Produtos fortificados se destacam em países emergentes d. Alimentos energéticos se tornam parte de uma dieta holística e. Alimentação saudável vira alvo dos clubes de assinatura 37 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 8.1 Influências Sociodemográficas no Comportamento do Consumidor As questões qualitativas advêm de maior nível de escolaridade, incremento de renda, envelhecimento dentro outros movimentos na sociedade podem influenciar o padrão de consumo de uma população, por isso a indústria de alimentos deve estar atenta às tendências e desafios deste novo cenário de demanda e mantenha uma vantagem competitiva. Investimento em larga escala em termos de pesquisa, desenvolvimento e inovação, se é um produto, se no monitoramento do processo é necessário ambiente regulatório. No entanto, à medida que a renda e o poder aumentam a compra, além de obter mais informações, também enfrenta desafios produzir bens que atendam à demanda do consumidor. O dia mais crítico relacionado a todos os fatores relevantes produção de alimentos. Esses fatores são configurados como tendências nos próximos anos (Shukla, P., Banerjee, M. and Adidam, P.T. 2013), (Costa; et al; 2020): a. População; b. Urbanização; c. Estrutura Etária e Familiar e a Mulher no Mercado de Trabalho; d. Renda; e. Nível de Escolaridade; f. Tamanho da Família. 9 POLÍTICAS PÚBLICAS O planejamento governamental para alteração de políticas públicas, torna-se constatável pela existência do DHAA que é um pré-requisito para o desenvolvimento econômico e social da população. De acordo com Valente (2002), o DHAA é o direito de acesso a alimentação suficiente e adequada, em quantidade e qualidade para uma vida digna. Peterson (2012) o Brasil tem exercido um pepel importante por se uma dar maiores potências mundiais do 38 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) agronegócio. Anacleto e Padim (2015) os produtos orgânicos são na prática oriundos de uma cadeia específica de produção de alimentos. 9.1 PRONAF O Pronaf foi criado em 1996, durante o governo de Fernando Henrique Cardoso, através do Decreto 1.946, com o objetivo de promover o desenvolvimento sustentável da "agricultura familiar". É mais conhecido pelo crédito aos agricultores familiares, mas vai além disso. Atualmente o programa conta com o sub-programa de Assistência Técnica e Extensão Rural - ATER, que busca fomentar a geração de renda pela agroindústria, turismo rural, biocombustíveis, plantas medicinais, cadeia produtiva, seguro agrícola, seguro de preço e seguro contra calamidade por seca na Região Nordeste (Banco Central do Brasil; 2020). Temos várias modalidades do PRONAF a. Custeio b. Pronaf Mais Alimentos - Investimento c. Pronaf Agroindústria d. Pronaf Eco e. Pronaf Floresta f. Pronaf Semiárido g. Pronaf Mulher h. Pronaf Jovem i. Pronaf Custeio e Comercialização de Agroindústrias Familiares j. Pronaf Cota-Parte k. Mais Alimentos: 39 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 10 Considerações finais A agropecuária sustentável vem se destacando nos últimos anos, consumidores cada vez mais exigentes e busca constante pela redução de impactos ambientais vem transformando esse setor positivamente. E o Brasil é um país que se destaca em produção animal e vegetal, sendo um dos que mais produzem, garantindo uma alimentação de qualidade para população mundial. Diante tamanha escala de produção, o país vem se adequando as novas exigências, e se comprometendo com o bem estar animal e do planeta. Diante disso, medidas estão sendo tomadas, como programas de incentivo a redução dos impactos ambientais, como os presente no plano ABC, onde incluir diversas técnicas para a prática sustentável, políticas públicas de incentivo pequenos produtores e produção sustentável e obtenção de selos, certificando e valorizando a produção. A atual situação do setor agropecuário sustentável está em progresso, a difusão das tecnologias é de extrema importância para alavancar o mesmo, novas pesquisas e estudos devem chegar ao campo e transformar o sistema produtivo, e programas de incentivo amparam esse progresso sustentável e busca por melhores produtos ofertados, prezando a ética, o bem estar animal e conservação dos recursos naturais. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS . ABNT. (2020) – Certificação. Associação Brasileira de Normas Técnicas. http://www.abnt.org.br/certificacao. Agroecologia 2020. Agroecologia http://agroecologia.gov.br/ Acessado em julho de 2020. ALTIERI, M. A. Agroecologia: bases científicas para uma agricultura sustentável. Guaíba: Agropecuária, 2002. ALVES, A. C. O. et al. Agricultura orgânica no Brasil: sua trajetória para a certificação compulsória. Rev. Bras. de Agroecologia, v. 7, n. 2, p. 19-27, 2012 Anacleto, C.A. & Paladini, E.P. 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E‐ mail: lucas.resende@aluno.unifenas.br 9 Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências e Engenharia, Tupã‐SP. E‐mail: fernando.putti@unesp.br 10 Universidade José do Rosário Vellano (UNIFENAS), Departamento de Agronomia, Alfenas‐MG. E‐ mail: bruno.goes@ unifenas.br 48 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) RESUMO Diante das mudanças climáticas no planeta Terra, o homem viu-se na necessidade de produzir próprio alimento. O processo de cultivo se tornou a base da sociedade moderna, fixando o homem na terra e favorecendo as suas relações sociais. Porém, este processo foi longo devido as facilidades em que os alimentos para a subsistência eram oferecidos pela natureza. Com a constituição de grupos sociais cada vez mais numerosos, haviam a necessidade de aumentar a produção agrícola, sendo desenvolvidas novas tecnologias produtivas. A evolução da agricultura pode ser dividida em quatro fases, sendo a mais velha associada a força de tração animal e atualmente sistemas integrados e em nuvem. Mas a expansão das formas mais modernas se apresenta de forma assimétrica no mundo, a Revolução Verde, foi uma tentativa dos países capitalistas mais desenvolvidos de impor o domínio sobre a produção de alimentos no mundo causando desiquilíbrios econômicos e sociais. No Brasil percebe-seum salto qualitativo na produção agrícola, de rudimentar no início do século XX, com baixa produtividade, para umas das mais produtivas do mundo já no final do mesmo século, isso se deu em parte, aos investimentos em pesquisas e ao desenvolvimento de novas tecnologias promovidas pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. Entretanto mesmo com a evolução e inserção da tecnologia no campo, é necessário refletir sobre, pois a existência da assimetria tecnológica na agricultura, ainda é visível e buscando fontes de redução. PALAVRAS-CHAVE: Revolução Verde. Tecnologia. EMBRAPA. 1 INTRODUÇÃO No início da civilização, os homens viviam basicamente daquilo que a natureza os oferecia. Os grupos aos quais pertenciam eram nômades e sua alimentação provinha da coleta, da caça e da pesca, não havendo prática de cultivo tampouco de criações domésticas, vivendo em determinado local até que os recursos se esgotassem, mudando-se posteriormente para áreas que pudessem satisfazer suas necessidades nutricionais sem se estabelecer com o local onde viviam uma relação de longo prazo (SILVA, 2018). Há 12 mil anos a população estimada era de 4 milhões de habitantes, não havendo grandes aspirações por parte dos seres humanos daquela época senão sua sobrevivência, a natureza oferecia grandes espaços territoriais e tudo que lhes era necessário de forma gratuita e espontânea (ARAÚJO, 2010). Com o tempo, alguns obstáculos migratórios, levaram o homem, a buscar novas 49 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO alternativas em busca da sua alimentação, pois ele era essencialmente caçador– coletor (FELDENS, 2018). O homem, percebeu que algumas atitudes poderiam exercer algum controle sobre o fornecimento de alimentos fundamentais a sua sobrevivência, e notou que as sementes das plantas, se lançadas corretamente no solo, poderiam germinar e dar origem a uma nova planta. Percebeu também que alguns animais poderiam ser domesticados e consequentemente mantidos em cativeiro, o que garantia o fornecimento de proteínas e subprodutos como o couro, dando início a agropecuária, que como consequência permitiu a fixação do homem em locais predefinidos, tendo a agricultura iniciada no período Neolítico (entre 8000 e 5000 a.C.) com o domínio dos metais e ferramentas (FELDENS, 2018; SILVA, 2018). Contudo, para Mazoyer e Roudart (2010) a agricultura foi a base para a instalação e evolução das civilizações não pelo fato de aprender a semear o grão, mas por todo configuração sociocultural decorrente do processo de divisão de terras e o desenvolvimento do cultivo agrícola. Fato é que, por muitos séculos a evolução no processo de produção agrícola foi moroso e suas alterações na sociedade pouco percebidas, contudo entre os séculos XVIII e XIX a sociedade experimentou grandes modificações, tendo como sustentáculo o crescente aumento na oferta de alimentos, ocasionada por intensas mudanças tecnológicas, sociais e econômicas. Tal evolução denominamos de Revolução Agrícola, o que corroborou para a decomposição do modo de produção feudal e o consequente advento do modo capitalista (VEIGA, 1991). A união do cultivo e da criação de animais, anteriormente antagônicas, constituíram a base das sociedades europeias, o que promoveu um salto de qualidade da população com o fim da escassez de alimentos (VEIGA, 1991). Uma das tecnologias fundamentais utilizadas na promoção da Revolução Agrícola chama-se pousio, significa a interrupção da produção em determinada área por um ou mais anos para que haja a recuperação da fertilidade natural da terra, permitindo que a agricultura e a pecuária prosperassem (CASTANHO; TEIXEIRA, 2017). 50 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Contudo, mesmo com o advento da agricultura, havia a preocupação da falta de abastecimento, principalmente para as regiões menos desenvolvidas do planeta, como a África, Ásia e América Latina, onde a população apresentaria um aumento em termos absolutos de ordem geométrica enquanto a oferta de alimentos cresceria em ordem aritmética, ou seja, a produção não seria suficiente para atender totalmente a demanda (MALTUS, 1978). Entretanto, a aplicação contínua de novos métodos e a de novas tecnologias tornaram a produção mais eficiente, capaz de atender a uma demanda crescente (CASTANHO; TEIXEIRA, 2017). 2 CHEGADA DOS PORTUGUESES E SEUS IMPACTOS NA AGRICULTURA DO BRASIL O empreendimento agrário brasileiro em seus primórdios foi conduzido por um povo que não apresentava vocação agrícola, o que impedia a fixação dessa identidade (KLUG, 2016). No século XVI, Portugal, contava com uma população de aproximadamente 1 milhão de habitantes, que se aglomeravam nas grandes cidades, como Lisboa, Porto e Setúbal, advindo do declínio da produção agrícola, somado a uma população rural que cada vez mais se encaminhava para os grandes centros, causando uma grande redução na oferta de alimentos decorrente desse êxodo rural (LINHARES; SILVA, 2000). O Estado Português dedicava a comercialização de especiarias na “carreira das Índias” e cada vez mais recrutava seus habitantes despovoando sua terra e povoando suas colônias (FERREIRA; DIAS, 2016). A agricultura no Brasil daquela época era basicamente extrativista, a qual a colonização promovida por Portugal apresentava um objetivo diferente da praticada na América do Norte, em que os colonos norte-americanos tinham como objetivo refazer suas vidas, que por sua vez, os colonos brasileiros de fazer fortuna (SZMRECSÁNYI, 1990). 51 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Nos três primeiros séculos de existência, a agricultura brasileira foi marcada pelo atraso e pela baixa produtividade, ocasionada pela inexistente técnica produtiva dos seus fazendeiros (RAMBO et al., 2016). Nos primeiros tempos, Amaral (1958) aponta como fator determinante para o subdesenvolvimento da agricultura brasileira o interesse pela mineração, que gerou despovoamento das regiões agrícolas e alta mortalidade nas minas. Os portugueses que aqui chegaram, no século XVI, não vieram para praticar a agricultura, mas sim para explorar as riquezas minerais, os conhecimentos técnicos já existentes no Brasil pelos povos indígenas, que eram agricultores, foram totalmente desprezados (BRANDÃO, 1943; LEITE, 2017). Os portugueses não tinham apreço pela agricultura, além disso o ambiente tropical da colônia dificultava a aplicação de técnicas agrícolas praticadas na Europa, com isso houve estagnação no progresso dos processos produtivos, o cultivo se assemelhava ao que era praticado pelos índios (HOLANDA,1963). Contudo, no século XIX, a necessidade crescente de alimentos e o descaso com que a agricultura era tratada, gerou movimentos para estimular a produção e melhorar as técnicas despendidas no processo (SILVA, 2005). Nas comemorações do primeiro centenário da Independência do Brasil, o então Ministro da Agricultura, Artur Eugênio Magarinos Torres Filho, deixou claro seu descontentamento com a atividade mineradora, atribuindo a ela o atraso da agricultura brasileira (TORRES FILHO, 1922). No início do processo de colonização do Brasil houve uma atenção especial na produção de açúcar para atender a demanda mundial e posteriormente na exploração das minas, com isso não houve incentivos para a agricultura local, os alimentos deveriam ser importados da metrópole (FOGUEL, 2016). Contudo, Portugal, no século XVI era incapaz de produzir para o próprio consumo e começou a incentivar o consumo de produtos locais, porém esta ideia não foi aceita visto que o senhores locais achavam que produzir gêneros para a alimentação era uma atividade banal, achavam que desperdiçaria tempo, mão-de-obra e boas terras com produtos plebeus. Nesse contexto, a população 52 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) branca assumiu rapidamente o legado tecnológico doíndio, e a mandioca (pão da terra, munição de boca, pão dos trópicos) reinou absoluta, pela facilidade de manejo e alta produtividade (LINHARES; SILVA, 2000). Em certo momento, na tentativa de estimular a produção interna de gêneros, importa-se tecnologia e insumos não adaptados ao clima tropical, abandonando os frutos aqui já adaptados (TORRES, 1933). A baixa produtividade agrícola tem como base o despreparo técnico, a instrução do homem do campo era fundamental para promover a mudanças necessárias para o progresso deste setor (TORRES FILHO, 1922). 3 FASES DE MODERNIZAÇÃO DA AGRICULTURA A agricultura tradicional, conhecida como Agricultura 1.0, tem como característica a baixa produção e o uso modesto de tecnologias, é vista como um trabalho de subsistência, com equipamentos artesanais e com o uso da tração anima, sendo ainda praticada em muitas propriedades no Brasil, mas perdeu-se muito espaço no início do século XX (SANTOS, 2019; SANTOS et al., 2019). Na década de 1950, as máquinas que funcionam com motores a combustão começam a substituir os animais, dando início a fase que chamamos de Agricultura 2.0, iniciando com a produção em escala e a comercialização de insumos e da produção ultrapassando os limites territoriais dos países (SANTOS, 2019; SANTOS et al.2019). Entre os anos de 1990 e 2010, a chamada a Agricultura 3.0 ganha espaço, em diferentes áreas de produção começaram a ser observadas e estudos complementares passaram a ser feitos para dar mais precisão aos tratos culturais despendidos, era o início da Agricultura de Precisão, e tecnologias como o georreferenciamento via satélite passam a indicar com grande precisão a real necessidade tanto de adubação como irrigação de cada área (MIRANDA et al, 2017). 53 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Após 2010, há o surgimento da Agricultura 4.0, que incorpora todas as tecnologias anteriormente utilizadas com o incremento da automação e da conectividade, com uso de máquinas e veículos autônomos, drones e animais com sensores estão conectados diretamente a uma central que processa toda a informação, permitindo que as decisões sejam tomadas de forma mais eficiente, conhecido como Agricultura Inteligente ou “Smart Agriculture” (MASSRUHÁ; LEITE, 2016). 4 REVOLUÇÃO VERDE O termo Revolução Verde (Green Revolution) foi cunhado em 1968 por William S. Gaud, diretor da United States Agency for Internacional Development (USAID), para descrever o aumento na produção de alimentos a partir da transferência de tecnologia para outras partes do mundo pobre (CUNHA et al., 2010). A Revolução Verde, promoveu o uso de agrotóxicos, fertilizantes e máquinas na agricultura que aconteceu em várias partes do mundo no período pós Segunda Guerra, esse processo de modernização da agricultura dependia de um conjunto de variáveis técnicas, sociais, políticas e principalmente econômicas (SERRA et al., 2016). Nesse contexto, algumas instituições privadas como Rockfeller e Ford aproveitaram para investir no melhoramento de sementes no México e na Filipinas, classificadas como sementes de Variedade de Alta Produtividade (VAP), principalmente para as culturas de trigo, milho e arroz, considerada a base da alimentação mundial (ROSA, 1998). Muitas indústrias do setor químico que investiram pesado para suprir o setor industrial bélico dos Estados Unidos, viram a oportunidade de fazer uso seus conhecimentos na confecção de produtos químicos que poderiam ser utilizados na agricultura para o controle de fungos, insetos e ervas daninhas (COSTA; PIRES, 2016). A indústria de máquinas e equipamentos de guerra também mudaram suas plantas fabris e as adaptaram para a construção de tratores, colheitadeiras 54 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) e equipamentos completando o ciclo de inovações tecnológicas oriundo da Revolução Verde (ANDRADE, GANIMI, 2007). Com as bases tecnológicas já definidas, questões sociais, políticas e econômicas deveriam ser implantados para a sequência no processo de modernização da agricultura em todo o mundo (SERRA et al., 2016). Com o final da Segunda Guerra, duas superpotências disputavam economicamente e ideologicamente a hegemonia, de um lado o bloco capitalista (Primeiro Mundo) liderado pelos Estados Unidos e do outro, o bloco socialista (Segundo Mundo) liderado pela União Soviética que disputavam o apoio dos demais países, àqueles que não se alinhavam com nenhum dos blocos eram conhecidos como Terceiro Mundo. Para ganhar o apoio dos países era necessário fazer investimentos nos mesmos em contrapartida (ANDRADE; GANIMI, 2007). Para Rosa (1998), a bandeira levantada pelo lado capitalista cujo objetivo era acabar com a fome nos países menos privilegiados, particularmente na Ásia e América Central, na verdade era o receio da falta de alimentos criar tensões nestes países e os mesmos serem seduzidos pelo ideal socialista. A fome mundial não acaba apenas com o processo de inovações tecnológicas, aumentando a produtividade das culturas agrícolas, contudo a agricultura era uma forma de reproduzir o capital, ao invés de colaborar para solucionar o problema da fome, criando dependência dos agricultores em relação as grandes empresas transnacionais que ofereciam pacotes tecnológicos completos (GEORGE, 1978; SERRA et al., 2016; NOVAES, 2017). A Revolução Verde trouxe também a monocultura como máxima, abandonando a prática da policultura com ela as práticas passadas. Havia tendência evidente de atender as demandas do mercado externo e também a retirada das mãos dos agricultores a participação na seleção de sementes, melhoramentos genéticos e o desenvolvimento de novos bens que, lhes foram oferecidos a altos custos pelas multinacionais e que muitos não podiam comprar (LAZARI; SOUZA, 2017). De acordo com Lazari e Souza (2017) as variedades vegetais que foram desenvolvidas pelos processos tecnológicos e que apresentavam alta 55 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO produtividade dependiam de um conjunto de práticas conhecido como “pacote tecnológico” resultado da Revolução Verde, como os insumos e fertilizantes sintéticos e químicos, defensivos agrícolas, manejo de irrigação, maquinário que ficavam nas mãos das grandes empresas multinacionais. É importante lembrar que houve ousadia, investimentos e tenacidade para que se pudesse desenvolver pacotes tecnológicos que se adaptassem as diversas regiões do planeta. Rosa (1998) complementa que para terem acesso às novas tecnologias oriunda da Revolução Verde, era necessário a ampliação de créditos por parte do governo para o favorecimento de médios e pequenos agricultores. 5 REVOLUÇÃO VERDE NO BRASIL Com base no pressuposto que o setor industrial passou a abastecer a agricultura com os insumos necessários a produção, a contrapartida deveria ser estabelecida, ou seja, para a manutenção do setor industrial a agricultura deveria oferecer “mão-de-obra” e matérias-primas para o setor agroindustrial, tanto no mercado interno como externo. Estabelecida esta relação, a partir da década de 1950 começaram a se instalar no Brasil as empresas com sede no Primeiro Mundo, entre elas Ford, Shell, Ciba Geyge, ICI, UNILEVER, Du Pont, Bayer, Basf, Stauffer, Dow Química, Pfizer, Union Carbide, Hoeschte, Monsanto, Rhodia, dando início a formação do CAI - Complexo Agroindustrial brasileiro (TOLENTINO, 2016). Mas, a efetivação de um setor produtor de bens de produção voltado realmente para a agricultura ocorreu apenas no final da década de 1960 no Brasil, neste momento foi possível implementar o desenvolvimento da agricultura em escala nacional, ficando esse processo conhecido como “modernização da agricultura” (MARAFON, 1998). O governo federal para dar prosseguimento ao processo de modernização da agricultura brasileira abriu linhas de crédito, para tanto foi criado oSistema Nacional de Crédito Rural (SNCR) que, destinava a atender principalmente a demanda dos grandes proprietários de terras, permitindo aos 56 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) agricultores o acesso aos insumos produtivos e também o fortalecimento do Complexo Agroindustrial brasileiro. (SORDI, 1980; SOUZA et al., 2020) A modernização da agricultura brasileira foi focada no grande produtor, antigas relações de trabalho entre o grande proprietário e o camponês se deterioram, a mecanização ocupou o lugar de muitos e eles se viam forçados a se deslocar para os grandes centros que em busca de emprego nas indústrias, o Brasil passou de um país com a maioria da população no campo para um país majoritariamente urbano (TOLENTINO, 2016). De acordo com Santili (2009), a Revolução Verde, nos países em desenvolvimento, veio para atender as demandas dos grandes produtores, haja vista os custos dos insumos, tornava-se inacessível aos pequenos, o que prejudicou a maioria da população rural. Outra questão importante neste processo foi que a política de financiamento rural a baixas taxas de juros perdeu força com a crise mundial por conta do setor petrolífero em meados da década de 1980, de modo a resultar no fim do financiamento para modernização da agricultura no Brasil (SOUZA et al., 2020). Os camponeses foram os que mais sentiram este momento, pois os centros urbanos não mais o absorviam e o campo estava saturado e sem investimentos, nessa época surgiram movimentos reacionistas como MST (Movimento dos Sem-Terra) e o CPT (Comissão Pastoral da Terra), que reivindicavam além de terra para produzir, financiamentos para a instalação e para o início do processo produtivo (TOLENTINO, 2016). Na década de 1990 o Brasil experimentou um aumento grotesco de produtividade no campo, que o transformou em um dos maiores produtores e exportadores de alimentos do mundo, contudo outros desafios foram deixados, tais como, uma agricultura mais sustentável e mais ambientalmente correta e uma maior valorização do pequeno produtor que, expulso do campo foi relegado as periferias de grandes capitais (VIEIRA FILHO, 2018). 57 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 6 BRASIL: VALORIZAÇÃO DA AGRICULTURA Entre os anos e 1950 e 1970 a agricultura brasileira era rudimentar e prevalecia o trabalho braçal, o uso de maquinários nas propriedades quase não existia (SANTOS, 2019). De acordo com Schuh e Alves (1971), muito pouco se conhecia da dinâmica dos solos o que limitava a capacidade de gerar novas variedades mais produtivas, enquanto na pecuária o desconhecimento era igual, não se tinha noção de quais combinações de atividades eram mais lucrativas e pouca pesquisa era feita, o resultado era o baixo rendimento por hectare e pouca produção na pecuária, cada vez mais se exigia áreas maiores para a produção, gerando impactos ambientais como erosão e assoreamento. Este período foi marcado por uma forte industrialização, o poder aquisitivo da população aumentava com o número de habitantes, mas o campo não respondia a altura, era necessária uma expansão produtiva no campo para assim, garantir que o processo de industrialização se mantivesse (CAMPOS et al., 2019). Era necessário a implantação de políticas públicas para aumentar a produção e a produtividade como incrementar a pesquisa e desenvolvimento, promover a extensão rural e oferecer crédito a baixos custos (EMBRAPA, 2018). Para atender uma demanda externa, inovações nos processos de produção foram feitos por meio de políticas de Estado no incremento de créditos agrícolas e no incentivo a pesquisa com a criação de órgãos como a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA (LOBÃO, 2018). O Brasil é privilegiado pela abundância de recursos naturais que favorecem as práticas agrícolas, mas o que fez a diferença nos últimos 50 anos foi o investimento em pesquisas (EMBRAPA, 2018). 58 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 7 CRIAÇÃO DA EMBRAPA Em 1972, o então Ministro da Agricultura, Luís Fernando Cirne Lima, por meio da Portaria nº143, instituiu um grupo de trabalho para analisar o Sistema de Pesquisa Agropecuário Brasileiro, com vistas a tornar mais efetivo o processo de modernização do campo, por meio deste grupo foi criada a EMBRAPA, sendo a intuição que contemplava o maior volume de recursos e maior número de pesquisadores (MENGEL; AQUINO, 2015). Segundo Alves (1972) a direção da EMBRAPA era no sentido de aproximar o setor industrial e agrícola, tornando os sistemas mais eficientes do ponto de vista econômico para os agricultores, era necessário a realização de pesquisas que solucionassem o problema de integração entre a agricultura e a indústria. O objetivo inicial da criação da Embrapa era pensar um sistema de produção em que estivessem integrados agricultores, fabricantes de máquinas, insumos e beneficiadores de produtos agrícolas (MENGEL; AQUINO, 2015). Os esforços para a elevação da produção e da produtividade passariam necessariamente pelo incremento de pesquisas que poderiam tornar o sistema produtivo mais integrado e desenvolvido (ROMMINGER, 2017). A Figura 1apresenta evolução do número de pesquisadores na área da agropecuária entre os anos de 1983 a 2013 e faz um comparativo entre os setores públicos, privados e universidades. 59 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Figura 01: Número de pesquisadores no setor de agropecuária. Fonte: AGROSTAT (2017). Avanços na melhoria genética na agropecuária e no trato do solo como o uso de fertilizantes, aliados a políticas públicas e a competência dos produtores contribuíram para um expressivo aumento da produção e produtividade nos últimos 50 anos (EMBRAPA, 2018). Entre os anos de 1975 e 2018, pode-se verificar expressivo aumento da produção em relação a área, conforme Figura 2. 60 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Figura 02: Relação área plantada e produção. Fonte: CONAB (2018). A área plantada praticamente não apresentou aumento expressivo, entretanto a produção teve um salto de 50 para 250 milhões de tonelada, desta forma, verifica-se o incremento da tecnologia, que provocou o aumento de produtividade. A Figura 3 apresenta o crescimento produtivo dos principais cereais no Brasil entre os anos de 1977 a 2018. 61 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Figura 03: Evolução da produção dos principais cereais. Fonte: CONAB (2018). Outro indicador relevante para mensurarmos a evolução no processo produtivo é a produção de carnes (Figura 4), sendo dede suínos e de frangos entre os anos de 1975 e 2018. Figura 04: Evolução da produção na pecuária. Fonte: CONAB (2017). 62 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) O aumento da produtividade ao longo dos anos tem contribuído em muito para o favorecimento de dois indicadores importantes para a economia do país O primeiro lugar a redução gradativa do valor dos produtos que compõem a cesta básica, tonando mais fácil o acesso ao alimento principalmente para a parte da sociedade mais carente; o outro fator é o impacto nas exportações, com o aumento da produção há o favorecimento de vendas para o mercado externo, auxiliando na balança comercial. A Figura 5 apresenta valores relativo à cesta básica ente os anos de 1965 e 2017. Figura 05: Valor relativo da cesta básica. Fonte: Departamento Intersindical de Estatística e Estudos Socioeconômicos (2017). E em relação ao segundo fator que demonstra a importância do agronegócio, verifica-se na Figura 6 a evolução da exportação, em que pode-se observar o crescimento do valor em bilhões de dólares das exportações do agronegócio brasileiro entre os anos de 1989 e 2017. 63 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Figura 06: Valor das exportações do agronegócio brasileiro.Fonte: AGROSTAT (2017). O agronegócio Brasileiro tem se mostrado muito bem‐sucedido, uma vez que mudou seu status de importador de alimentos na década de 1960 para um importante de produtor e exportador na atualidade, outra condicionante para o sucesso do agronegócio foi que na década de 1990 a produção mundial apresentava sinais de estagnação e o Brasil entrou como um tipo de repositor de alimentos para o mundo colocando em prática suas pesquisas (VIEIRA FILHO, 2014). Os investimentos em pesquisas foram fundamentais para transformar o Brasil em um grande exportador de alimentos (LOBÃO, 2018). A Embrapa teve papel fundamental na modernização da agropecuária Brasileira, como fonte de fornecimento de conhecimento e novas tecnologias, além de ser responsável pela expansão da fronteira agrícola para o Cerrado (ROMMINGER, 2017). 64 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 8 CONSIDERAÇÕES FINAIS Quando consideramos o avanço histórico no processo produtivo da agricultura e seus impactos no desenvolvimento das sociedades, percebe-se que o mesmo foi fundamental para ampliar o convívio dos seres humanos, favorecendo, com o passar do tempo, as trocas de conhecimentos e promovendo saltos tecnológicos que interferiram nas esferas econômicas, sociais e políticas. No Brasil, apesar de apresentar nos séculos iniciais de sua existência, por parte de seus colonizadores, interesse em desenvolver uma agricultura mais voltada para a demanda externa, com a Revolução Verde, já no século XX, começou a explorar seu verdadeiro potencial produtivo, porém criando um desequilíbrio social e econômico pois os grandes proprietários quem mais se beneficiaram. O fato de possuir um clima tropical e as tecnologias vindas dos países de Primeiro Mundo serem adaptadas ao clima temperado e a outros tipos de solos, o governo brasileiro optou por investir em pesquisa e desenvolvimento da agropecuária e sem dúvidas, com a criação da EMBRAPA no início da década de 1970, deu assas ao desenvolvimento do Agronegócio, postulando o Brasil, como um dos maiores produtores de alimentos do mundo. REFERÊNCIAS AMARAL, L. História geral da agricultura brasileira. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 1958. ANDRADES, T. O. e GANIMI, R. N. Revolução verde e a apropriação capitalista. 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GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) RESUMO Atualmente, há uma grande preocupadao com o aquecimento global que é causado pelo acúmulo dos gases do efeito estufa utiliz na atmosfera. O dióxiode de carbono é um dos gases do efeito estura, sendo que a sua produção ocorre devido a queima de combustíveis. A utilização de combustíveis de origem fósseis é o principal fator para o acúmulo do dióxido de carbono na atmosfera. Sendo assim, a utilização de combustíveis de origem renovável (biocombustíveis) é uma alternativa promissora para evitar o acúmulo de dióxido de carbono na atmosfera. No Brasil, a participação dos biocombustíveis na matriz energética é alta, cerca de 43% atualmente, o que mostra a importância da produção de biocombustíveis. A energia produzida pela biomassa da cana de açúcar representa 18% da matriz energética nacional, sendo por isso que os biocombustíveis oriundos dessa fonte possuem uma grande importância. Em relação ao Biodiesel, atualmente, há a previsão de adicionar cerca de 12% de biodiesel em todo o diesel vendido no Brasil, mostrando uma grande demanda destes biocombustíveis. Por fim, a produção de biogás, mostra um grande aumento, mostrando ser um potencial biocombustível. Sendo assim, no presente trabalho, serão discutitos importância da produção de biocombustíveis e a sua participação na matriz energética mundial e nacional bem como aspetos relacionado a produção de etanol, biodiesel e biogás. PALAVRAS-CHAVE: Etanol, Biodiesel e Biogas 1 INTRODUÇÃO A sociedade moderna necessidade de energia para a realização das suas atividades. Em 2017, de acordo com ao International Energy Agency (IEA), a produção de energia mundial foi de 14.034 Mtep, energia equivalente a produção de 14 bilhões de toneladas de petróleo. Deste montante produzido, 13,8 % são oriundas de fontes renováveis de energia (hídrica, solar, eólica, biocombustível e outras) e 86,2% são oriundas de fontes não renováveis (carvão, petróleo, gás natural e petróleo). A figura 1 mostra a distribuição das fontes para a produção de energia no ano de 2017. 71 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Figura 1 - Fonte mundial para a produção de energia em 2017 Fonte: adaptado do International Energy Agency (IEA) Comparando com o ano de 1990 (dados da IEA), observa-se um aumento de 1,6 na produção de energia na produção atual de energia. Tal resultado mostra uma crescente demanda na produção de energia. Em relação a produção de energia utilizando fones renováveis, no ano de 1990, fontes renováveis representavam 12,7% da produção de energia. O da participação de fontes renováveis para a produção de energia, mostra uma preocupação mundial no desenvolvimento de processos e produtos que usem fontes renováveis para a produção de energia. Comparando a matriz energética mundial com a brasileira, mostra uma distribuição bem diferente. De acordo com o Balanço energético Nacional (BEN) publicado em 2020 pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o Brasil teve a disponibilidade de aproximadamente de 294,1 Mtep, ou seja, uma quantidade de energia equivalente a 294 milhões de toneladas de petróleo em 2019. Desde total, as fontes de energia não renováveis representam cerca de 53,9% enquanto as fontes renováveis representam cerca de 46,1%. Diferentemente da matriz energética mundial, a participação de fontes de energia renováveis na matriz brasileira é mais de 3 vezes superior à média mundial, mostrando a preocupação nacional na produção de energia utilizando fontes renováveis. A figura 2 mostra a participação de cada uma das fontes para a produção nacional de energia, de acordo com o relatório de BEN publicado em 2020 com o ano base de 2019 72 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Devido as características nacionais, a participação dos recursos hídricos é bem maior que a média mundial. Além disso, a utilização da biomassa de cana representa 18% da matriz energética nacional, sendo 2 vezes maior a participação de biocombustíveis na matriz de produção de energia mundial que é somente de 9%. De acordo como relatório do BEN publicado em 2010 (ano base de 2009), a produção de energia utilizando fontes não renováveis representou 46,8% da matriz energética nacional. Esse resultado mostra uma pequena queda na participação de fontes renováveis na matriz energética nacional nos no período de 2009 a 2019, diminuindo de 46,8% para 46,1%. Em relação ao total de energia produzida em 2009, esta foi de 241,1 Mtep, mostrando um aumento na produção de energia nos últimos 10 anos de cerca de 1,2 vezes na produção de energia. Visto a isso, o aumento da produção de energia utilizando fontes renovável está sendo suficiente para acompanha a necessidade de atender a demanda de produção de energia nacional e por isso houve um maior aumento na participação de energias não renováveis na matriz energética nacional. A produção de energia é uma preocupação constante para a manutenção das atividades econômica. Porém a produção utilizando energias não renováveis tem se tornado uma preocupação por dois motivos principais: i) Fontes não renováveis tem quantidade finita de recursos e ii) a utilização de muitas das fontes não renováveis geram efeitos adversos ao ambiente, sendo responsável pelas alterações climáticas que está ocorrendo. O documento apresentado por MARENGO (2007), ao Ministério do Meio Ambiente (MMA), descreve que há influencia humana na mudança climática que está ocorrendo. De acordo com esse documento, destaca-seum aumento de 0,6oC na temperatura global da superfície terrestre. Também relatam que houve um aumento na concentração de gases do efeito estufa como resultados das atividades humanas. Relatam também que as temperaturas médias poderão aumentar entre 2 a 4,5oC devido ao aumento da concentração de dióxido de carbono, que é gerada devido a atividade humana que gera a emissão de dióxido de carbono oriunda de fontes não renováveis como o carvão mineral, gás natural e petróleo. De acordo com as informações da IEA, a emissão e dióxido de carbono por fontes não renováveis em 2017 foi de 32,8 73 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Gton, representando um aumento de 1,6 vezes em relação a emissão dessas fontes em 1990. Figura 2 - Fonte para a produção nacional de energia em 2019 Fonte: adaptado do BEN (2020) De acordo relatório do IPEA (2019), a emissão de dióxido de carbono no Brasil em 2009 foi de 1,28 GTon. O Brasil é signatário do acordo de Paris, sendo assim, se comprometeu em reduzir a emissão de dióxido de carbono para a atmosfera. Neste acordo, o Brasil se comprometeu em reduzir a emissão de gases do efeito estufa em 37% em relação ao ano de 2005 (2,13Gton). Em 2015, último dado consolidado pelo relatório do IPEA (2019), mostra a emissão e 1,37 Gton de dióxido de carbono no ano de 2015. A utilização de fontes renováveis é uma alternativa evitar o aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera, diminuindo os efeitos do dióxido de carbono na alteração climática. Sendo assim, a produção de etanol é um dos combustíveis de destaque na matriz energética nacional. De acordo dom o relatório de BEN (2020), o etanol supriu o consumo de 7% de toda a energia consumida no Brasil no ano de 2019. Além disso, a utilização do bagaço de cana, subproduto da produção de etanol, supriu cerca de 10,9% da demanda de energia nacional. Este resultado mostra a importância do setor sucroalcoleiro na produção nacional de energia. 74 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) De acordo com a Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB, 2020), a produção de etanol na safra de 2019/2020 foi de 35,6 bilhões de litros, sendo considerando um recorde de produção. Também relata a produção de etanol a partir de milho como sendo de 1,6 bilhões de litros. A figura 3 mostra o aumento da produção de etanol entre os anos de 2012 a 2020 de acordo com os resultados apresentado pelos relatórios da Agência Nacional de Petróleo. Neste gráfico mostra um aumento na produção de etanol entre os anos de 2012 a 2019. O Brasil possui um grande destaque sobre a produção de álcool de segunda geração devido a grande disponibilidade de bagaço de cana de açúcar oriunda do processo de produção de etanol de primeira geração. Porém a grande dificuldade para a produção industrial, ainda são os desafios técnicos que eleva o custo do processo, tornando menos competitivo. De acordo com SANTOS et al. (2011), o Brasil moeu cerca de 458 milhões de toneladas de cana de açúcar em 2005. Sendo estimado pelos autores que 45% do bagaço é material lignocelulose e que 30% é caldo de cana, estima-se que houve a produção de 320,6 milhões de toneladas de bagaço de cana e 144,3 milhões de toneladas de material lignocelulosico, mostrando o potencial do uso desse resíduo como matéria prima para a produção e biocombustível. De acordo com LORENZI e ANDRADE (2019) seria possível aumentar a produtividade de etanol, em torno de 50% ao utilizado o bagaço de cana como matéria-prima. Os autores também relatam uma previsão por parte da Granbio, Raízen, CTC em que o etanol de segunda geração tornasse parte significativa da matriz energética brasileira e que haverá em operação de mais de uma dezena de usinas de álcool de segunda geração em 2025. A capacidade instalada atualmente na produção de etanol de segunda geração é de 125 milhões de litros por ano (Granbio, Raízen e CTC), sendo o Brasil o quarto país em capacidade instalada para a produção de etanol de segunda geração. No mesmo artigo os autores relatam que mesmo após 7 anos do início da operação das plantas de etanol de segunda geração da Raízen e da Granbio, alguns dos desafios técnicos para a produção de etanol de segunda geração nenhuma das metas ou expectativa foram alcançadas. Neste período houve grandes paralelização e a produção ficou abaixo dos 10% da capacidade da planta, 75 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO mostrando grande incertezas em relação ao futuro da produção do etanol de segunda geração. Figura 3 - Histórico de produção de etanol doa anos e 2012 a 2019 Fonte: Agência Nacional de Petróleo (ANP) O biodiesel é outro biodiesel para se destacar. O Biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes de óleos e gorduras de origem animal e vegetal. De acordo como a Análise de Conjuntura de Biocombustível em 2019 (realizada pelo IPEA), nos últimos 20 anos, houve uma especial atenção no desenvolvimento de biodiesel vista a políticas ambientais, na qual tem como meta a diminuição da emissão de dióxido de carbono. O biodiesel tem sido introduzido ao mercado brasileiro através do programa nacional de produção e uso de biodiesel (PNPB), que visa a implantação da produção de biodiesel através de uma política sustentável. No mesmo documento há a apresentação de um histórico sobre a produção de biodiesel, sendo que ele relata que em 2004 houve a implementação de uma política de uso de biodiesel, sendo proposta o aumento da quantidade de biodiesel adicionado ao diesel. Com isso, foi implementada um aumento gradual na proporção do biodiesel no diesel no seguinte 76 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) cronograma: adição de 2% de biodisel ao diesel (B2) em 2008, 5% (B5) em 2010 e em 2014 aumentou para 6% (B6) e logo depois para 7% (B7). Depois, pela resolução 16 de 29 de outubro de 2018 do Conselho Nacional de Política Energética (CNPE), em primeiro de março de 2020 a adição é de 12%, sendo que haverá um acréscimo de 1% ao ano e no ano de 2023 chegará em 15%. Em 2019, houve a produção de 5,9 milhões de metros cúbicos de biodiesel a a partir de uma capacidade instalada de 8,8 milhões de metros cúbicos (ANP, relatório de mercado de 2019). No relatório do BEN (2020), houve o destaque da evolução do crescimento do biodiesel. A figura 4 mostra o histórico de consumo do biodiesel. Figura 4 - Histórico de consumo de Biodiesel Fonte: adaptado do BEN (2020) Outra fonte de energia renovável a ser considerada é o resíduo orgânico que pode ser utilizado para a de Biogás. O Biogás ainda representa um pequeno impacto na matriz energética nacional, porém devido a sua matéria prima, resíduos orgânicos das mais diferentes fontes, a sua utilização e produção deve ser considerada. De acordo com o relatório do BEN (2020), a participação do biogás na matriz energética nacional ainda é pequena (0,1% da matriz energética nacional) porém tem um crescimento acelerado por ano (cerca de 23% ao ano). De acordo com o mesmo relatório, 2020, produção de biogás foi 77 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO de 269.000 tep em 2019, apresentando um crescimento de 31,8% em relação a 2018. De acordo com o Centro Internacional de Energia Renovável-Biogás (CIBIOGÁS) no documento intitulado “Panorama do Biogás no Brasil em 2019”, publicado em 2019, é relatado como o país com maior potencial de produção de Biogás (estimado em 84,6 bilhões de metros cúbicos por ano). Neste documento, há ao relato de que há 548 plantas instaladas para a produção de biogás, sendo que 521 estão em operação sendo que a produção em 2019 foi de 1,3 bilhões de metros cúbicos. A figura 5 mostra o histórico de produção de biogás desde o ano de 2003. Figura 5 - Histórico de produção de biogás Fonte: Adaptado do CIBIOGAS (2019) Visto a importância dos biocombustíveiscomo alternativa viável como fonte de energia, os seus processos de produção devem ser avaliados. A obtenção de biocombustível a um preço competitivo é um desafio que se deve ser enfrentado. As fontes de combustíveis não renováveis ainda são as mais utilizadas, porém para atender à necessidade crescente de preservação do meio ambiente e evitar o aumento de gases do efeito estufa na atmosfera, aumentando a temperatura global do planeta, a utilização de biocombustíveis passa a ser uma opção que deve ser avaliada. 78 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 2 PRODUÇÃO DE ETANOL CELULÓSICO O Brasil, um dos maiores produtores agrícolas do mundo, gera quantidades significativas de subprodutos de biomassa em atividades decorrentes da colheita e transformação de produtos. De acordo com a Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB, 2020), na safra 2020/2019, foram obtidos 630 milhões de toneladas de cana-de-açúcar. A produção brasileira de etanol, no mesmo período, foi acima de 29,2 bilhões de litros. Dos principais subprodutos são produzidos no processamento da cana-de-açúcar: palha de cana-de-açúcar (PCA, durante a colheita) e bagaço de cana-de-açúcar (BCA, na etapa de extração de sacarose, no processo industrial). O processamento da cana-de-açúcar gera 14% e 12% de PCA e BCA (dados em base seca), sendo que estes valores representam 82,4 e 73,6 milhões de toneladas desses subprodutos por ano, respetivamente (SZCZERBOWSKI et al., 2014). No Brasil, cerca de 40% da oferta interna de energia é baseada em matéria prima do tipo renovável (bioenergia); sendo 15,7% de energia oriunda de biomassa vegetal, que está diretamente associada com o cultivo de cana-de- açúcar e seus derivados (EPE, 2020) A utilização do BCA tem a vantagem de já se encontrar disponível na indústria, pois é gerado após a etapa de extração do caldo de cana-de-açúcar (FERREIRA-LEITAO et al., 2010). Quanto ao destino da PCA, o governo do estado de São Paulo criou uma lei estadual que proíbe de forma gradativa à queima de PCA no campo resultando no aumento da mecanização da colheita da cana-de- açúcar por parte das indústrias e consequente acúmulo de PCA no campo (RIBEIRO; FICARELLI, 2010). Atualmente em média 80% do BCA são queimados nas plantas termoelétricas para cogeração de energia o que é fundamental para tornar o processo viável economicamente. Todavia, a PCA não é utilizada para cogeração de energia, pois essa biomassa contém altos teores de matéria inorgânica (principalmente sílica) (SZCZERBOWSKI et al., 2014). Desta forma, parte da PCA deve ser removida do campo para sua transformação em bioprodutos e/ou bioenergia, todavia, outra porção deve permanecer no campo para a manutenção dos níveis adequados de microrganismos no solo, que são fundamentais para sua fertilidade, além do crescimento das plantas, de forma a sustentar o cultivo de cana-de-açúcar (MORAIS et al., 2019). 79 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO O BCA e a PCA podem ser utilizadas para a produção de bioetanol celulósico (etanol 2G), todavia, o processamento evolve etapas adicionais ao processo convencional de produção de bioetanol de sacarose (etanol 1G). As etapas de pré-tratamento e a hidrólise enzimática dos subprodutos são considerados os gargalhos para tornar o processo de bioetanol 2G economicamente viável. A seguir será descrito o estado da arte acerca da produção de etanol 2G e seus principais gargalhos. 2.1 COMPOSIÇÃO E ESTRUTURA 2.1.1 CELULOSE A celulose é o biopolímero natural mais abundante na terra e é considerado o composto orgânico produzido mais importante na biosfera. É sintetizada por um amplo número de organismos, que varia de plantas e animais, bactérias e fungos, sendo que mais de 99% desses organismos são plantas. A celulose é um homopolímero linear com fórmula molecular (C6H10O5)n composto por unidades de D-anidroglucopiranose, também conhecidas como unidades de glicose. Estas estão unidas por ligações do tipo β-(1-4)-glicosídicas, formando um dímero conhecido como celobiose à unidade repetitiva da celulose, tal como mostrado na figura 6, (GELLERSTEDT; HERIKSSON, 2009; TRACHE et al., 2016). 80 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Figura 6 - Estrutura molecular da celulose. Fonte: adaptado de TRACHE et al., (2016). O tamanho das moléculas de celulose é expresso como grau de polimerização (GP), que indica o tamanho em termos de número de unidades de monômero por cadeia de celulose. O grau de polimerização pode variar de 100, em celulose microcristalina a 15.000 em fibras de algodão (EK; GELLERSTEDT; HERIKSSON, 2009; SUHAS et al., 2016; TRACHE et al., 2016). (FENGEL; WEGENER, 1989; GELLERSTED; HENRIKSSON, 2009; SUHAS et al., 2016; TRACHE et al., 2016). As ligações de hidrogênio (intramoleculares e intermoleculares) e as interações de Van der Waals presentes na cadeia de celulose impedem a rotação das moléculas de glicose, enrijecendo a cadeia resultando na formação de regiões ordenadas da molécula (regiões cristalinas) e regiões desordenadas (amorfas). As cadeias de celulose se agrupam formando microfibrilas, que juntas, formam as fibras de celulose. As microfibrilas de celulose são formadas por 36 cadeias de celulose (GELLERSTEDT; HERIKSSON, 2009; SUHAS et al., 2016; TRACHE et al., 2016). 81 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 2.1.2 HEMICELULOSE As hemiceluloses são heteropolímeros de cadeias curtas contendo grupos laterais compostos de unidades de pentoses (xilose e arabinose), hexoses (glicose, manose, ramnose e galactose) e ácidos urônicos (galacturônico, glucurônico e metil-glucurônico). Esses heteropolímeros entremeiam as microfibrilas de celulose conferindo resistência e flexibilidade à parede celular da planta. A Hemicelulose representa o terceiro polímero mais abundante na biosfera, ficando atrás da celulose e quitina (GELLERSTEDT; HERIKSSON, 2009; HELD et al., 2015; ZHOU et al., 2018) . As hemiceluloses dos subprodutos de cana-de-açúcar são compostas principalmente por arabinoxilana. As arabinoxilanas possuem um esqueleto que consiste em resíduos β-(1→4)-D-xilopiranosil, sendo que alguns pontos há cadeias laterais, como por exemplo grupos arabinosil (α-L-arabinoxilana), grupos acetil e ácido-metil-glucurônico (4-O-metil), tal como mostrado na Figura 7 (BUCKERIDGE et al., 2016; PENG et al., 2012; XIAO et al., 2017). A arabinoxilana apresenta grande potencial para produção de bioprodutos de interesse comercial e alto valor agregado, por exemplo, os XOS. A arabinoxilana pode ser convertida bioprodutos, como por exemplo, etanol, xilitol, ácido láctico, oligossacarídeos funcionais, dentre outros (EBRINGEROVÁ et al., 2005; ZHOU et al., 2018). 82 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Figura 7 - Estrutura da L-arabino-D-xilana, principal hemicelulose constituinte nos subprodutos de cana-de-açúcar. Fonte: adaptado de ZHOU et al., (2018). 2.1.3 LIGNINA A lignina é uma macromolécula composta por três principais tipos de álcoois hidroxicinamil: álcool p-cumárico, álcool coniferílico e álcool sinapílico. Quando polimerizados, esses monolignóis são denominados como unidades monoméricas da lignina, como se segue: p-hidroxifenil (unidade H), guaiacil (unidade G) e siringil (unidade S). Essas unidades monoméricas encontram-se irregularmente conectadas quimicamente a uma variedade de ligações do tipo éter, onde a mais comum é a arilglicerol-β-aril (β-O-4’) (DE OLIVEIRA et al., 2017). A proporção entre os constituintes da lignina varia de acordo com o tipo de célula, tecidos vegetais e a espécie da planta. A lignina de madeiras duras, é composta por unidades S e G em proporções semelhantes e pequenas quantidades de unidades H. Nas madeiras macias (coníferas), encontra-se principalmenteligninas compostas por unidades G e apenas pequenas quantidades de unidades H. As gramíneas, por sua vez, apresentam ligninas 83 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO compostas pelas três unidades, com unidades H comparativamente menores (DE OLIVEIRA et al., 2017; DEL RÍO et al., 2015). A lignina dos subprodutos de cana-de-açúcar está localizada principalmente nos feixes vasculares (parede celular de células de vasos e fibras) e em menor quantidade localizada nas paredes das células de células de parênquima, que armazenam sacarose (BUCKERIDGE; DE SOUZA, 2017). Há evidências que sugerem que a arabinoxilana é a principal hemicelulose ligada quimicamente à lignina, através de seus grupos laterais (grupo arabinosil) conectados nas unidades de xilose da cadeia principal de xilana (Figura 8) (BUCKERIDGE; DE SOUZA, 2017). Desta forma, a estrutura geral das fibras dos subprodutos de cana-de-açúcar é formada por longas cadeias de celulose interligadas por ligações de hidrogênio com moléculas de hemicelulose entrelaçadas, o que resulta em uma estrutura altamente complexa que é encapsulada pela lignina. Assim, as microfibrilas de celulose estão organizadas de forma paralela e encaixadas em uma matriz de hemicelulose e lignina (BRANDT et al., 2013; GELLERSTEDT; HERIKSSON, 2009). Figura 8 - Esquema mostrando resíduos de ferulato acoplados à lignina, ambos resíduos de álcoois coniferílico e sinapílico são ligados com ferulatos. Fonte: adaptado de HATFIELD et al. (1999) e RALPH et al. (2004). 84 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 2.2 PRÉ-TRATAMENTOS O pré-tratamento pode ser de caráter químico (ácido, básico e oxidativo) ou físico (explosão a vapor e termo tratamento) ou ainda uma combinação destes (GELLERSTEDT; HENRIKSSON, 2009; MENDES et al., 2011; SANTOS et al., 2012). Nesta presente seção serão destacados os pré- tratamentos em meio ácido, alcalino e explosão a vapor. O pré-tratamento deve ser escolhido em função de sua eficiência concomitante a seu custo, pois esta etapa é um dos gargalhos do processo de produção de etanol 2G. 2.2.1 PRÉ-TRATAMENTOS EM MEIO ÁCIDO O pré-tratamento hidrotérmico (PTH) utiliza apenas água como meio reacional, que pode estar em sua forma de vapor ou líquida. O PTH consiste em uma tecnologia em que os materiais lignocelulósicos são tratados com água a quente comprimida a altas pressões (entre 1-10 Kgf.cm-2), e temperaturas (entre 150-220°C), e a uma razão líquido/sólido (mL de água por grama de biomassa lignocelulósica, dados em base seca) pré-determinada. O PTH apresenta vantagens por ser um processo ecológico e ambientalmente correto, ou seja, não necessita de produtos químicos e utiliza apenas água como meio reacional, não apresentando problemas de corrosão em equipamentos. O pré- tratamento com ácido diluído é semelhante ao PTH, porém é adicionado uma solução diluída de um ácido (sendo os mais comuns os sulfúrico e clorídrico) diminuindo o pH do meio reacional resultando na formação de íons hidrônio (H3O+), que atuam como catalisadores na hidrólise da biomassa. A formação de um nível elevado de íons (H3O+) pode causar problemas de corrosão em equipamentos (CANILHA et al., 2011; CHEN et al., 2017a; GELLERSTEDT; HERIKSSON, 2009; RUIZ et al., 2020; SINGH et al., 2019; ZANUSO et al., 2017). O PTH também pode promover o decaimento do pH da solução do meio reacional devido à liberação de ácido acético e ácidos urônicos presentes nas cadeias laterais da arabinoxilana. Além disso, a altas temperaturas (150-230°C), as ligações de hidrogênio da água se enfraquecem, resultando na sua 85 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO autoionização em íons hidrônio (H3O+), que atuam como catalisadores e contribuem para a diminuição do pH do meio (CHEN et al., 2017a). A principal fração dos subprodutos de cana-de-açúcar a ser hidrolisada em ambos pré- tratamentos em meio ácido (PTH e pré-tratamento ácido diluído) é a arabinoxilana por ser a mais instável dos três principais constituintes da parede celular (CANILHA et al., 2011; CHEN et al., 2017a; GELLERSTEDT; HERIKSSON, 2009; RUIZ et al., 2020; SINGH et al., 2019; ZANUSO et al., 2017). A degradação da arabinoxilana ocorre em três etapas: inicialmente ocorrem reações na superfície do material que resultam na formação dos produtos primários (XOS), xilose, ácido metil-glucurônico e ácido acético, que são produzidos pela clivagem das ligações do tipo éter e éster. Os XOS em condições mais severas de temperatura e tempo são hidrolisados a xilose. A xilose é instável em meio ácido e em altas temperaturas, sendo desidratada em furfural que por sua vez pode ser oxidado a ácido fórmico (CANILHA et al., 2011; CHEN et al., 2017a; GELLERSTEDT; HERIKSSON, 2009; EWANICK; BURA, 2010; RUIZ et al., 2020; ZHUANG et al., 2016). A fração celulósica obtida após os pré-tratamentos são ricas em celulose e lignina (celulignina). A celulose pode ser hidrolisada enzimaticamente com celulases para produzir glicose, no entanto, devido a ao alto teor de lignina e de pseudo-lignina na parede celular dificultam o acesso das enzimas tornando o material recalcitrante. 2.2.2 PRÉ-TRATAMENTOS EM MEIO ALCALINO Os pré-tratamentos alcalinos combinados com sulfito de sódio (Na2SO3) se destacam, pois, tem capacidade de sulfonar a lignina, tornando a celulose e a xilana mais acessíveis às enzimas. O Na2SO3 dissolvido em meio aquoso resulta na formação dos íons hidrosulfito (HSO3-) e hidróxido (OH-) (GELLERSTEDT; HENRIKSSON, 2009). Os íons OH- subtraem um próton de um OH fenólico presente em anéis aromáticos da lignina, formando um intermediário (metileno quinona) o qual é atacado por íons hidrosulfito (no carbono α), tornando o OH fenólico novamente protonado e o carbono α sulfonado. A reação química prossegue com a clivagem da ligação β-aril-éter, entre os dois anéis aromáticos resultando na sulfonação do carbono β e consequente dissolução/degradação da lignina. O pré-tratamento em meio alcalino não promove problemas de 86 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) corrosão em equipamentos, no entanto, libera um licor que deve ser previamente tratado para seu descarte. Além disso, a celulose resultante do pré-tratamento alcalino apresenta maior potencial de hidrólise enzimática por celulases, sendo um material menos recalcitrante (GELLERSTEDT; HENRIKSSON, 2009; MENDES et al., 2011. MENDES et al., 2013; TAVARES et al., 2018). 2.2.3 PRÉ-TRATAMENTO EXPLOSÃO À VAPOR O pré-tratamento explosão à vapor consiste em uma tecnologia em que os materiais lignocelulósicos são tratados em reatores com água a altas pressões (entre 10-20 Kgf.cm-2), por um período curto de tempo (3-10 min) sendo que ao final da reação a uma descompressão súbita do reator (abertura de válvula de forma súbita e explosão do material). O pré-tratamento explosão à vapor promove o aumento da porosidade e área superficial do material. Normalmente, o pré-tratamento explosão à vapor é aplicado em combinação com soluções acidas ou alcalinas o que potencializa a eficiência da hidrólise enzimática da celulose resultante após a explosão à vapor. Uma desvantagem deste pré-tratamento é alto consumo de energia (GELLERSTEDT; HENRIKSSON, 2009; TAVARES et al., 2018). 2.3 HIDRÓLISE ENZIMÁTICA As celulases e xilanases são enzimas que constituem um complexo com capacidade de hidrolisar materiais celulósicos. As celulases, enzimas responsáveis pela hidrolise da celulose, constituem um complexo enzimático constituído de endoglucanase (EC 3.2.1.4) que cliva aletoriamente as ligações internas da fibra celulósica (tipo β-1,4-glicosídicas) liberando celo- oliogssacarídeos (COS); exoglucanase ou celobihidrolase (EC 3.2.1.91) que cliva a região externa da celulose liberando uma molécula de celobiose; β-glicosidase (EC 3.2.1.21) que cliva oligossacarídeossolúveis (COS e celobiose) em glicose. A ação sinérgica entre as três enzimas é necessária para efetivamente clivar a celulose em glicose. A glicose é matéria prima para produção de bioprodutos 87 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO de interesse comercial, como por exemplo, o etanol 2G (MARTINS et al., 2008; BRIENZO et al., 2008; GE et al., 2010; MASARIN et al., 2011). As xilanases constituem um complexo enzimático constituído por endoxilanase (EC 3.2.1.8) que cliva aleatoriamente as ligações do tipo β-1,4-xilosídicas da cadeia principal da xilana liberando XOS e β-xilosidade (EC 3.2.1.37) que cliva os XOS de cadeias curtas à xilobiose, a qual é convertida em xilose. A xilose pode ser aplicada na produção de açúcares dietéticos, como por exemplo, o xilitol (WONG et al., 1988; KNOB et al., 2010; SANTOS et al.,. 2011; MAFEI et al., 2019). A hidrólise enzimática de celulose com altas consistências tem a vantagem de promover a formação de um hidrolisado contendo altas concentrações de glicose evitando etapas de concentração resultando em economia de energia elétrica e aumento na produtividade do bioprocesso. Todavia, altas consistências na hidrólise enzimática tem a desvantagem de promover problemas associados à inibição da enzima pelo seu produto final impedindo à completa hidrólise da celulose e/ou a diminuição da velocidade de hidrólise, portanto, alta concentração de glicose apresenta efeitos inibitórios significativos na atividade de celulases (XIAO et al., 2004; CASPETA et al., 2014; WANG et al., 2012; ZHOU et al., 2028). Além disso, a alta consistência na hidrólise enzimática de celulose também apresenta problemas de transferência de massa resultando na diminuição da velocidade de hidrólise. No entanto, os problemas de inibição da enzima e de transferência de massa podem ser parcialmente resolvidos com o desenvolvimento de biorreatores e impelidores adequados (CASPETA et al., 2014; WANG et al., 2012). 2.3.1 FERMENTAÇÃO ETANÓLICA O etanol obtido através da fermentação de açúcares utilizando catalisadores biológicos como as leveduras, vem sendo considerado uma importante fonte de energia alternativa. No Brasil o processo tradicional é a fermentação de caldo e melaço de cana-de-açúcar (etanol 1G) por Sacharomyces cerevisiae. Linhagens selecionadas de S. cerevisiae são amplamente utilizadas pelo setor sucroenergético brasileiro, por possuírem alta eficiência fermentativa. As linhagens de S. cerevisiae mais amplamente usadas 88 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) para fermentar açúcar em etanol pelas usinas brasileiras são PE-2, CAT-1 e BG- 1. Na safra de 2007/2008, as linhagens PE-2 e CAT-1 foram usadas em cerca de 150 destilarias, representando cerca de 60% do etanol combustível no Brasil (BASSO et al., 2008). O gargalho da produção de etanol 1G está relacionado ao controle de contaminantes no processo fermentativo, o qual ocorre com certo nível de contaminação. Buscando alternativas de outras fontes para a produção de bioetanol, a utilização de materiais lignocelulósicos tem se mostrado promissora fonte de carboidrato para o processo fermentativo etanólico, no qual incluem a utilização de subprodutos agroindustriais de matérias primas agrícolas (SUN et al., 2002). Durante a etapa de pré-tratamento e hidrólise enzimática ocorre a decomposição de pentoses e hexoses que podem culminar na produção dos inibidores: furfural e 5-hidroximetilfurfural (HMF). Esses inibidores podem afetar negativamente o processo fermentativo, promovendo a inibição da velocidade específica de crescimento dos microrganismos, diminuir a produção específica de bioetanol e reduzir a síntese da biomassa (ROSSELL, 2006a). Além disso, podem danificar as membranas e paredes celulares, reduzir as atividades enzimáticas, causar danos ao DNA e inibir a síntese de proteínas e RNA (LIU et al., 2004; LIU et al., 2009; VAN MARIS et al., 2006). O controle do processo de hidrólise tem como objetivo minimizar as concentrações desses compostos tóxicos e diferentes tratamentos vem sendo empregados para a melhoria da capacidade de fermentação desses hidrolisados (PALMQVIST et al., 2000). As linhagens de S. cerevisiae são capazes de fermentar glicose em etanol com altos rendimentos, até mesmo em condições aeróbicas. Entretanto, S. cerevisiae são incapazes de assimilar ou fermentar a xilose, principal constituinte da fração hemicelulósica de diversas biomassas (BAKKER et al., 2000). A bioconversão de pentoses a etanol é ainda considerada um desafio econômico e tecnológico (JEFFRIES et al., 2004). Desta forma, a conversão dessas pentoses em XOS pode representar uma estratégia interessante de aproveitamento desses açúcares. 89 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 2.4 CONSIDERAÇÕES FINAIS A implementação do processo de produção de etanol celulósico dependerá de alternativas de melhor aproveitamento da biomassa, focando na produção de vários bioprodutos dentro do âmbito da plataforma de biorrefinarias. Por exemplo, uma alternativa de melhor aproveitamento dos subprodutos de cana-de-açúcar (BCA e PCA) seria a produção de um derivado a partir da fração hemicelulósica, por exemplo, os xilo-oligossacarídeos (XOS) seguido de recuperação da fração celulósica, a qual poderia ser biotransformada em etanol (etanol 2G), além da recuperação de lignina de alta pureza. Para este fim, o PTH pode ser uma alternativa, pois resulta na obtenção de duas frações: fração líquida (remoção da fração hemicelulósica por hidrólise química resultando na formação de XOS) e fração sólida, denominada de celulignina (rica em celulose e lignina) (CANILHA et al., 2011; CHEN et al., 2017b; GELLERSTEDT; HERIKSSON, 2009; RUIZ et al., 2020) A celulignina é fracionada em mais duas frações: fração líquida (extração de lignina por uso de solventes ou líquidos iônicos) e fração sólida (rica em celulose) (BRANDT-TALBOT et al., 2017; EMINOV et al., 2014; HALDER et al., 2019; MICHUD et al., 2016). Por fim a fração celulósica pode ser hidrolisada enzimaticamente por celulases obtendo-se hidrolisado de glicose que pode ser fermentado a etanol (etanol 2G). Desta forma, os subprodutos de cana-de-açúcar podem ser utilizados para à produção de bioprodutos de alto valor agregado (XOS e lignina de alta pureza), além de combustível de fonte renovável (etanol 2G e lignina de baixa pureza). Os subprodutos de cana-de-açúcar podem ser mais bem aproveitados como, por exemplo, na produção de XOS (bioprodutos de alto valor agregado), pois a hemicelulose e celulose têm baixo aproveitamento de energia em sua oxidação (queima). Desta forma, a proposta é produzir XOS a partir da fração hemicelulósica e etanol 2G a partir da fração celulósica culminando em um “resíduo rico em lignina” que pode ser de baixa pureza: aplicação na queima para produção de vapor d´água/energia elétrica, pois a lignina tem um alto aproveitamento de energia em sua queima e de alta pureza: aplicação nos setores de química e de construção civil a partir da formulação de aglutinantes naturais, adesivos, compósitos, fibra de carbono, dentre outros bioprodutos. 90 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 3 BIODIESEL O anseio por inovação e a necessidade da produção energética de menor impacto ambiental tornam-se crucias para o desenvolvimento econômico de um país. As necessidades energéticas mundiais, a natureza finita das reservas dos combustíveis fósseis e o aumento das emissões de CO2 têm ocasionado a volatilidade dos preços do petróleo, bem como a instabilidade geopolítica nas zonas fornecedoras de combustível. Desta forma, estudos se concentram no desenvolvimento de fontes renováveis utilizando biomassa como potencial fornecedor de energia e baixa emissão de dióxido de carbono (ARAUJO et al., 2017; ATABANI et al., 2012). Neste contexto, este item terá comofoco o biodiesel produzido via catálise enzimática como substituto parcial ao uso do diesel de petróleo. 3.1 PRODUÇÃO DE BIODIESEL NO BRASIL De acordo com a Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), por definição, define-se biodiesel como sendo um “Combustível derivado de biomassa renovável para uso em motores a combustão interna com ignição por compressão, que possa substituir parcial ou totalmente o óleo diesel de origem fóssil” (ANP, 2020). Os primeiros relatos de experimentos brasileiros com biodiesel datam da década de 1920, quando o Instituto Nacional de Tecnologia começou a estudar esse biocombustível (BAILIS, 2014). Segundo Saravan et al., (2020), a governança do programa brasileiro de biodiesel passou por três fases diferentes, sendo elas: primeira fase (1975-2004) período anterior à adoção do PNPB; segunda fase (2004-2010) durante a implementação do programa e a terceira fase (2010 até os dias atuais) como a fase de liberalização do combustível. Em 2002 a etanólise de óleos vegetais foi considerada a rota principal para um programa de substituição de diesel de petróleo. Nesse cenário, o primeiro programa de incentivo ao biodiesel surgiu com o PROBIODIESEL (Programa Brasileiro de Desenvolvimento Tecnológico para Biodiesel) criado 91 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO por um Decreto Presidencial nº 702 e introduzido pelo Departamento de Ciência e Tecnologia (MCT) em 30 de outubro de 2002 (POUSA et al., 2007). Com objetivo de promover a inclusão social e possibilitar o desenvolvimento regional por meio da introdução do biodiesel na matriz energética brasileira, em dezembro de 2004, o governo federal lançou o Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB) (ANP, 2020), criado pela lei federal n°. 11097/2005 em 13 de janeiro de 2005. A lei estabelecia que a mistura de 2% de biodiesel B100 ao diesel poderia ser voluntária até janeiro de 2008, quando entraria em vigor a mistura legalmente obrigatória de 2% (B2) em todo o território nacional. Com o amadurecimento do mercado brasileiro, esse percentual foi sucessivamente ampliado, sendo de 3% (julho/2008 a junho/2009), 4% (julho/2009 a dezembro/2009), 5% (janeiro/2010 a julho/2014), 6% (agosto/2014 a outubro/2014), 7% (novembro/2014 a fevereiro/2017), 8% (março/2017 a fevereiro/2018), 10% (março/2018 a fevereiro/2019), 11% (março/2019 a fevereiro/2020) e 12% (março/2020) (ANP, 2020). No Brasil, a comercialização do biodiesel é feita por meio de leilões públicos organizados pela ANP, que adicionalmente indica metodologias e procedimentos experimentais para testes físicos e químicos para a padronização das características do biodiesel. A Resolução n° 45/2014 da ANP é responsável por elucidar quais características o biodiesel deve apresentar (Quadro 1) para assim poder ser comercializado. Entre os mais importantes a serem testados em escala laboratorial são: o teor mínimo de ésteres no produto final (96,5% massa); viscosidade cinemática a 40 °C correspondendo ao intervalo de 3,0 – 6,0 mm2/s; teor residual máximo de monoacilglicerol e diacilglicerol respectivamente de 0,2 e 0,7% em massa. As matérias primas empregadas na produção de biodiesel são óleos e gorduras, fontes naturais renováveis (YUSUF et al., 2011). Em geral, a composição destes óleos e gorduras compreende cerca dos 90 a 98% de triglicerídeos e pequenas quantidades de diglicerídeos, monoglicerídeos, ácidos graxos livres, fosfolipídios, carotenoides, tocoferóis, agua e outras impurezas (SRIVASTAVA e PRASAD 2000; BALAT e BALAT, 2010). 92 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Triglicerídeos, são formados por um mol de glicerol e três mols de ácidos graxos com comprimento da cadeia de carbono e número de ligações insaturadas variáveis (MA e HANNA, 1999). Normalmente, os principais ácidos graxos incluem o ácido palmítico (C16:0), esteárico (C18:0), oleico (C18:1), linoleico (C18:2) e linolênico (C18:3) (KNOTHE e RAZON, 2017). As quantidades variam entre matérias-primas, sendo esta variedade responsável por diferentes propriedades fisioquímicas (SINGH et al., 2019). A Tabela 1 apresenta informações úteis como teor de óleo na semente (%), produtividade e composição química de algumas matérias-primas usadas na produção de biodiesel. Com relação à origem, as matérias-primas são divididas em quatro categorias: óleos vegetais (comestíveis e não comestíveis), gorduras animais, óleos residuais e óleos derivados de microrganismos oleaginosos (microalgas, bactérias, leveduras e fungos). Com relação à geração, as matérias-primas são divididas em três categorias: primeira, segunda e terceira geração. Neste sentido, os óleos vegetais comestíveis são considerados a primeira geração por serem os primeiros cultivos usados na produção de biodiesel. Enquanto a segunda geração compreende os óleos vegetais não comestíveis, gorduras animais e óleos residuais. Mais recentemente, os óleos de microrganismos oleaginosos são considerados a terceira geração (KARMAKAR e HALDER, 2019; ATABANI et al., 2012). 93 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Quadro 1-Especificações estabelecidas ao biodiesel pela Resolução 45/2014 Fonte: ANP (2020). Característica Unidade Limite Método ABNT NBR ASTM D EN/ISSO Aspecto - LII - - - Massa específica a 20º C kg/m3 850-900 7148 14065 1298 4052 EN ISO 3675 EN ISO 12185 Viscosidade cinemática a 40ºC mm2/s 3,0-6,0 10441 445 EN ISO 3104 Teor de água, máx. mg/kg 350 - 6304 EN ISO 12937 Contaminação total, máx. mg/kg 24 - - EN ISO 12662 Ponto de fulgor, mín. ºC 100,0 14598 93 EN ISO 3679 Teor de éster, mín. % massa 96,5 15342 - EN 14103 Resíduo de carbono % massa 0,050 - 4530 - Cinzas sulfatadas, máx. % massa 0,020 6294 874 EN ISO 3987 Enxofre total, máx. mg/kg 10 5453 EN ISO 20846 EN ISO 20884 Sódio + potássio, máx. mg/kg 5 15554 15555 15553 15556 - EN 14108 EN 14109 EN 14538 Cálcio + magnésio, máx. mg/kg 5 15553 15556 - EN 14538 Fósforo, máx. mg/kg 10 15553 4951 EN 14107 Corrosividade ao cobre, 3h a 50ºC, máx. - 1 14359 130 EN ISO 2160 Número de cetano - Anotar - 613 6890 EN ISO 5165 Ponto de entupimento de filtro a frio, máx. ºC 5-19 14747 6371 EN 116 Índice de acidez, máx. mg KOH/g 0,50 14448 664 EN 14104 Glicerol livre, máx. % massa 0,02 15341 6584 EN 14105 EN 14106 Glicerol total, máx. % massa 0,25 15344 6584 EN 14105 Monoacilglicerol, máx. % massa 0,70 15342 15344 15908 6584 EN 14105 Diacilglicerol, máx. % massa 0,20 15342 15344 15908 6584 EN 14105 Triacilglicerol, máx. % massa 0,20 15342 15344 15908 6584 EN 14105 Metanol e/ou etanol, máx. % massa 0,20 15343 - EN 14110 Índice de iodo g/100g Anotar - - EN 14111 Estabilidade à oxidação a 110ºC, mín. H 6 - - EN 14112 EN 15751 94 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Tabela 1 - Teor de óleo, produtividade e perfil composicional em ácidos graxos de algumas matérias-primas. Matéria- prima Teor de óleo (%) Produtividade (L/ha/ano) Perfil composicional (%) C14:0 C16:0 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3 Palma 30-60 5950 0,5-2,0 35-48 3-7 36-44 9-14 0-0,2 Girassol 25-35 952 5-8 2-6 15-40 30-70 3-5 Soja 15-35 446 - 6-10 2-5 20-30 50-60 5-11 Oliva 45-70 1212 - 9-10 2-3 72-85 10-12 0-1 Pinhão- manso 30-40 1892 14-15 - 0-13 34-46 14-15 0-0,3 Algodão 18-25 325 - 23-28 0,8-0,9 13-18 57 0-0,2 Frango - - 3 20 3 38 - - Fonte: ATABANI et al., 2012; AMBAT et al., 2018 Em virtude do Brasil ser um país tropical com excelentes condições climáticas que favorecem a grande biodiversidade e áreas ricas em produção agrícola, o PNPB almejava a utilização de culturas múltiplas que explorassem a grande variedade de oleaginosas do país e que são boas para a produção de biodiesel, tais como pinhão manso, algodão, soja, mamona, palma, coco, babaçu e girassol.No entanto, apesar da extensa variedade de matérias-primas acessíveis para a produção de biodiesel, atualmente as matérias-primas de primeira geração ou óleos vegetais comestíveis dominam o mercado global de biodiesel. Na prática, o que predomina é a cultura da soja na conversão do óleo em biodiesel (SARAVANAN et al., 2020). Desde o início, a soja ocupou uma posição preferencial no PNPB, por deter uma agricultura em larga escala com pouca demanda por mão de obra não qualificada, monoculturas e excelente conexão com os mercados de commodities. Dados da ANP de abril de 2020, revelam que o percentual de produção de biodiesel que utiliza óleo de soja como matéria-prima foi de 75,20% (ANP, 2020). Vale ressaltar que o custo da matéria prima (óleos comestíveis) representa cerca dos 70 a 80% do custo total de produção de biodiesel, uma vez que geralmente são submetidos a processos de refinamento que envolve várias etapas como desodorização, branqueamento, neutralização e degomagem (LEUNG, WU E LEUNG, 2010; KNOTHE E RAZON, 2017). Logo, a redução desses 95 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO custos pode ser alcançada empregando-se matérias-primas mais baratas. No entanto, os óleos e gorduras mais baratos podem conter quantidades relativamente altas de ácidos graxos livres e água que prejudicam o rendimento e a qualidade do biodiesel. Portanto, a seleção da matéria-prima é fundamental na produção de biodiesel, visto que afeta vários fatores incluindo custo, rendimento, composição e pureza do biodiesel produzido (AMBAT et al., 2018). De acordo com a literatura, o uso direto de óleos e gordura na queima em motores apresenta limitações. A viscosidade elevada ocasiona diversos problemas, tais como: depósito de carbono em componentes do motor; entupimento de injetores; pouca pulverização de bico e formação de gomas em deposição no pistão (LIAQUAT et al., 2013; JAYED et al., 2011; RAMADHAS et al., 2005; KNOTHE et al., 2006). Para superar essas limitações, a transesterificação é o processo utilizado para reduzir a viscosidade do material lipídico. O biocombustível gerado apresenta propriedades semelhantes ao diesel (LEUNG; WU; LEUNG, 2010). Além disso, o biodiesel, comparado ao biogás, é uma das fontes energéticas alternativas mais atrativas como biocombustível em território nacional, pois seu uso direto em motores do ciclo diesel torna-o um substituinte capaz de ser aplicado sem necessidade de alterações no motor ou nos automóveis (PINTO et al., 2005). A produção de biodiesel a partir da transesterificação envolve o uso de óleo vegetal ou gordura animal com álcool de cadeia curta na presença de catalisador. A reação ocorre de maneira sequencial e reversível, sendo constituída de três etapas (figura 9), a saber: clivagem do triacilglicerol (TAG), seguida do diacilglicerol (DAG) finalizando com a do monoacilglicerol (MAG) que resulta na liberação do glicerol e um mol de éster em cada etapa da reação (MEHER; SAGAR; NAIK, 2006; ARAUJO et al., 2017). 96 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Figura 9 - Esquema geral de transesterificação Conforme a estequiometria, a produção de biodiesel requer o mínimo de três mols de álcool para cada mol de triacilglicerol. O excesso de álcool é normalmente utilizado para favorecer o direcionamento da reação para os produtos, auxiliando também na transferência de massa entre o meio e o catalisador (TARIQ; ALI; KHALID, 2012; VERMA; SHARMA, 2016). Por sua vez, os catalisadores podem ser de caráter básico, ácido ou enzimático. Para material lipídico com elevado teor em ácidos graxos livres, os catalisadores ácidos são os mais indicados, como o ácido sulfúrico (H2SO4) e o ácido clorídrico (HCl), entretanto, a transesterificação ocorre em razões molares altas (30:1 álcool/óleo), com tempo reacional longo e elevada temperatura (100 °C) (FAROBIE; MATSUMURA, 2017; BRASKAR; AISWARYA, 2016). A produção industrial de biodiesel utiliza predominantemente os catalisadores alcalinos, tais como o hidróxido de potássio (KOH) e o hidróxido de sódio (NaOH), pois apresentam elevadas conversões e maior velocidade de reação. Entretanto, problemas relacionados à reação de saponificação dos ácidos graxos livres e reações de hidrólise causadas pelo teor de água no meio reacional, consomem parte da matéria-prima, reduzindo o rendimento da reação. Além disso, a complexidade no tratamento de água residual formada na etapa de purificação e a dificuldade de recuperação do glicerol são as principais desvantagens, apresentando custos adicionais ao processo (FAROBIE; MATSUMURA, 2017; BRASKAR; AISWARYA, 2016). Desta forma, as buscas por novas rotas na produção de biodiesel com maior facilidade de purificação dos produtos, como as que utilizam catalisadores enzimáticos, surgem como método alternativo à produção convencional (ZENEVICZ et al., 2017; TAN et al., 2010; CHRISTOPHER; HUMAR; ZAMBARE, 2014; POPPE et al., 2015; WANG et al., 2015). 97 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Dentre as enzimas disponíveis, destacam-se as lipases (triacilglicerol hidrolase, EC 3.1.1.3), que constituem um grupo diverso de enzimas obtidas a partir de fontes animais, vegetais ou de microrganismos como fungos, leveduras e bactérias (AMINI et al., 2017). Estas enzimas catalisam naturalmente a hidrólise de triglicerídeos na interface água e óleo (VILLENEUVE et al., 2000). No Quadro 2 são apresentadas as vantagens e as desvantagens associados ao emprego de catalisadores químicos e enzimáticos. Catalisadores enzimáticos distinguem-se de um catalisador químico, não apenas por atuar em condições mais brandas de reação, apresentam especificidade ao substrato como característica diferenciada. Vale ressaltar que, dependendo da via empregada, o processo enzimático pode utilizar óleos vegetais refinados, óleo bruto com elevado teor em ácidos graxos, não apresentando restrições quanto à qualidade da matéria-prima. Quadro 2 - Catalisadores químicos e enzimático na produção de biodiesel Fonte: Adaptada de AMINI et al. (2017) 98 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Apesar de sua elevada aplicabilidade, não são plenamente utilizadas em escala industrial devido seu alto custo, dificuldade de separação do meio reacional e instabilidade de suas estruturas quando em condições desnaturantes. Essas limitações podem ser superadas utilizando-se técnicas de imobilização (RODRIGUES, 2009). Enzimas imobilizadas são definidas como enzimas fisicamente confinadas ou localizadas em uma região do espaço com retenção de sua atividade catalítica e que podem ser utilizadas repetida e continuamente. Em relação à sua forma livre, as enzimas quando imobilizadas possuem diversas vantagens, tais como: possibilidade de reutilização da preparação enzimática, com redução no custo, possibilidade de utilização em processos contínuos e a fácil separação da enzima dos produtos (DUARTE, 2016). A produção e biodiesel já é uma realidade Brasil e o seu consumo apresenta uma fatia significativa sobre o consumo diesel combustível. Através de informações disponíveis pela ANP, atualmente o Brasil possui 51 unidade com capacidade de produção e 798.068 m3/mês sendo utilizado 438.077 m3/mês. (abril de 2020). Sendo assim, para se adotar uma política de utilização de biocombustível mais agressiva, haverá a necessidade de utilização e tecnologia inovadores, visando a obtenção de maiores quantidades de biodiesel a um preço competitivo ao mercado nacional. 3.2 PRODUÇÃO DE BIOGÁS DE RESÍDUOS Em escala mundial cerca de 140 bilhões de toneladas de resíduos da agricultura são geradas a cada ano (EGGA, 2014). Dessa forma esses subprodutos da atividade agrícola têm sido considerados a fonte mais abundante e promissora para a produção de bioenergia porque implicam na conversão de materiais não‐utilizáveis em matériasprimas, sendo ambientalmente corretas e economicamente viáveis pelo baixo custo de aquisição (AL‐HAMAMRE, 2017). O biogás produzido a partir de resíduos em biorrefinarias pode ser o subproduto de uma atividade agroindustrial ou mesmo o produto final de uma planta industrial específica. Particularmente, o biohidrogênio – um carreador 99 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO energético limpo – tem se mostrado muito importante na última década como um dos substitutos dos combustíveis fósseis, que estão sujeitos às oscilações dos preços do petróleo, o esgotamento de fontes de exploração e precurssores de gases do efeito estufa (LAI et al., 2011). O biometano, produto final da digestão anaeróbia, também é considerado uma fonte limpa de energia quando não é liberado diretamente para a atmosfera, pois seu impacto sobre o aquecimento global pode ser até 25 vezes maior que o do dióxido de carbono num horizonte de 100 anos. De acordo com PEIXOTO et al. (2012) a produção de metano a partir dos metabólitos solúveis da fermetação hidrogenogênica deve ser considerada sempre que tecnicamente possível, pois autores como WANG et al. (2011) indicam que a produção de metano compreende até 95% do rendimento energético num processo sequencial (H2→CH4). Dessa forma pode-se obter a máxima eficiência de recuperação energética de resíduos orgânicos via a produção desse biogás. Considerando-se que o processo de digestão anaeróbia possa ser dividido somente em duas grandes etapas, ou seja, em acidogênese e metanogênese, a obtenção de hidrogênio só é possível se o processo for interrompido na primeira etapa, pois o hidrogênio caracteriza-se como um intermediário do processo, sendo produzido na primeira etapa e consumido na segunda. A figura 10 ilustra as etapas do processo de degradação anaeróbia da matéria orgânica, o qual é responsável pela produção de Hidrogênio e de Metano. 100 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Figura 10 – Diagrama do processo completo da digestão anaeróbia. Fonte: Adaptada de CHERNICHARO (1997). A produção de hidrogênio, na primeira etapa do processo, pode ser representada pelas reações descritas pelas equações 1 e 2, nas quais os produtos finais são ácido acético e o butírico, respectivamente. C6H12O6 + 2H2O → 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2 ↑ (1) C6H12O6 + 2H2O → CH2CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2 ↑ (2) 101 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Cabe a ressalva de que a não-interrupção do processo na etapa fermentativa acidogênica levará à produção de metano pelas vias acetoclástica e hidrogenotrófica apresentadas na figura 10 e representadas pelas reações descritas pelas equações 3 e 4, respectivamente (GUJER E ZEHNDER, 1983). CH3COOH → CO2 + CH4 ↑ (3) H2 + 0,25CO2 → 0,5H2O + 0,25CH4 ↑ (4) 3.2 PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO As águas residuárias originadas de efluentes domésticos e industriais são consideradas fontes energéticas quando convertidas em biohidrogênio. A geração de hidrogênio a partir de resíduos agroindustriais pode ser economicamente viável quando a matéria prima é um subproduto e encontra- se disponível on site. Além disso, o hidrogênio apresenta a maior densidade energetic (142 kJ g‐1) entre todos os combustíveis convencionais, é um carreador energetico limpo produzindo água como subproduto e sua produção biológica não envolve o uso de insumos não‐renováveis como nos processos convencionais de reforma e eletrólise (MATHEWS E WANG, 2009; BHARATHIRAJA, 2016; BOBOESCU, 2016). A fermentação escura é uma tecnologia viável para a produção de biohidrogênio. Essa denominação aplica-se a todos os processos envolvendo culturas anaeróbias mistas (CAM), majoritariamente bactérias acidogênicas e acetogênicas cultivadas sem fonte de energia luminosa (DAS E VEZIROGLU, 2008). Esse tipo de fermentação apresenta inúmeras vantagens comparada a outros bioprocessos, como a menor necessidade de gasto energético, maior resistência à contaminação e a possibilidade da utilização de reíduos orgânicos como fonte de carbono (LEITE et al. 2008; ANTONOPOULOU et al. 2008; LOGAN et al. 2002). Ademais, os ácidos graxos voláteis (AGV) obtidos como subprodutos desse processo podem ser usados como substratos para a produção de biocombustíveis como etanol e butanol (ZVERLOV et al. 2006; STEINBUSCH et al. 2008). Embora a fermentação escura ainda seja uma tecnologia em desenvolvimento com o potencial de processar resíduos para a produção de H2 102 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) com alto rendimento, a maior parte dos estudos mostram baixos rendimentos no processo. Dessa forma, a fermentação escura deve ser submetida a mais estudos para a melhoria de sua eficiência (BOODHUN et al. 2017). Entre as abordagens para melhorar a produção de hidrogênio na fermentação escura figuram, principalmente, a bioaumentação e o pré‐tratamento físico‐químico do inóculo. A bioaumentação de uma cultura mista é uma técnica promissora porque permite que o sistema utilize o metabolismo de diferentes microrganismos, mas requer um cuidadoso isolamento e seleção de espécies que contribuam para a função primordial do inóculo. Além desses requisitos, a comunidade remanescente deve ter a habilidade de se integrar, caso contrário a eficiência do processo não será otimizada (KUMAR et al. 2016). Usualmente os carboidratos são a fraçao mais prontamente consumível da matéria orgânica devido a alta biodegradabilidade, em especial os monossacarídeos e pequenos polissacarídeos. Resíduos como bagassos, feno e palhas (materiais lignocelulósicos) têm um alto conteúdo de carboidratos (majoritamente celulose e hemicelulose) que podem ser hidrolisados em monossacarídeos (hexoses e pentoses, respectivamente). Essas biomassas pré‐ tratadas são fontes de carbono baratas e viáveis para a fermentação escura (CHEN et al. 2012; PEIXOTO et al. 2011) LUCAS et al. (2015) confirmaram a produção de biohidrogênio a partir de águas residuárias de processamento de mandioca, laticínios e resíduos de citros sem suplementação nutricional em reatores em batelada operados com agitação de 150 RPM e 37ºC por 70h. A produção de hidrogênio de águas residuárias de mandioca, laticínios e citros foi 31,41, 37,25 e 28,95 mL g‐1 de demanda química de oxigênio aplicada (COD). Os parâmetros cinéticos indicaram que as taxas de produção de H2 dos resíduos de mandioca (0,32 mL h‐1) e laticínios (0,31 mL h‐1) foram similares, enquanto a de processamento de água residuária de citros foi significativamente maior (0,59 mL h‐1). A taxa de degradação de carboidratos “k1App” foi maior no bioprocesso com laticínios (0,045 h‐1), mas a maior conversão de matéria orgânica em hidrogênio “k2App” foi encontrada no processo que utilizou água residuária de processamento de mandioca (0,014 h‐1). Logo, o maior volume de geração de H2 também foi encontrado na água residuária de processamento de mandioca (97,9 mL) em contraste com 76,1 e 66,6 mL alcançados com a utilização de resíduos de 103 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO laticínios e citros, respectivamente. Nesse estudo a estimativa econômica baseada no equivalente energético da gasolina demonstrou que num bioprocesso de 1 etapa (manipueira) o rendimento econômico seria de US$ 0,009 centavos L‐1de água residuária, enquanto num sistema de 2 etapas (H2→CH4) com vinhaça a recuperação energética e o rendimento econômico aumentariam para 10,48 kJ g‐1 de DQO e US$ 0,61 cents L‐1 de água residuária (US$ 6,10 por m3). O potencial energético máximo de 48,6 109 MJ por ano seria obtido nessa última condição de processamento de vinhaça em 2 fases com a combustão do biogás. Segundo de DEL NERY (1993), sistemas de digestão anaeróbia de duas fases podem apresentar vantagens no tratamento de águas residuárias, pois são mais estáveis que sistemas de estágio único, uma vez que o primeiro estágio(acidogênico) tem melhor capacidade de assimilar choques de carga orgânica, variações de pH e de temperatura. No primeiro estágio, a matéria orgânica é hidrolisada e fermentada para produzir ácidos orgânicos e hidrogênio, enquanto no segundo estágio os ácidos orgânicos são convertidos a metano pelas arqueias metanogênicas. Usando esse processo em suas pesquisas COONEY et al. (2007) determinaram que a produtividade relacionada ao volume reacional, rendimento, velocidade de produção de biogás e fração de produto no biogás, foi respectivamente de 84,57 mmol L‐1 d‐1, 0,34 mmol mmol‐ 1 substrato, 446,06 mL h‐1 e 39,9% de H2, ao passo que no reator metanogênico operado a uma vazão específica de alimentação de 0,33 d‐1, 35 ºC e pH 7,0 , os melhores resultados obtidos foram respectivamente 12,95 mmol L‐1 d‐1, 0,06 mmol mmol‐1 substrato, 867,47 mL h‐1 e 23,1% de CH4. No trabalho de PEIXOTO et al. (2012), foi demonstrado que a produção sequencial de hidrogênio e metano deve ser sempre considerada, uma vez que o potencial de recuperação global de energia no sistema de duas fases é 40 vezes maior (10,48 kJ g−1 DQO) que num sistema hidrogenogênico (0,26 kJ g−1 DQO), portanto com uma única fase de digestão do substrato (vinhaça). Além disso, a remoção de matéria orgânica no sistema combinado aumentou de 42,72% (sistema de etapa única) para 74,72% (sistema de 2 etapas). 104 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 3.3 PRODUÇÃO DE METANO O processo anaeróbio de produção de metano oferece a possibilidade de geração de energia usando muitos substratos renováveis como glicerol (ITO et al., 2005), subprodutos do processamento de farinha de trigo (HAWKES et al., 2008), vinhaças (LI et al., 2007), palha de arroz (LIANHUA et al., 2010), silagem de capim (PAKARINEN et al., 2009), resíduo do processamento de mandioca (WANG et al., 2011), água residuária de produção de refrigerantes (PEIXOTO et al., 2011) e água rediduária doméstica (GAO et al., 2011), entre outras. Na digestão anaeróbia completa (Figura 10) o metano é o principal produto gasoso decorrente da ação conjunta de dois grandes consórcios bacterianos. Esses grupos são compostos por bactérias acidogênicas (hidrólise de substratos em H2, CO2 e ácido acético) e organismos metanogênicos (arqueias que convertem ácido acético, H2 e CO2 em CH4). Essa associação de consórcios confere uma grande versatilidade no uso de diversas fontes de carbono para a produção de metano. No estudo de PEIXOTO et al. (2012) o esgoto doméstico apresentou 46,36 mL CH4 g-1 de DQO, 1,85 kJ g-1 de DQO e 41,92% como rendimento de produto (CH4), potencial de recuperação de energia e impacto ambiental (redução da DQO no resíduo), respectivamente. Em contraste, foi obtido 180,14 mL CH4 g-1 de DQO, 7,20 kJ g-1 de DQO e 61,17% com glicerol, 115,55 mL CH4 g-1 de DQO, 4,62 kJ g-1 de DQO e 54,36% com água residuária de parboilização de arroz e 255,44 mL CH4 g-1 de DQO, 10,22 kJ g-1 de DQO e 50,77% com vinhaça da produção de etanol. Nesses subprodutos avaliados o biometano apresentou-se como fonte energética renovável de alto rendimento, elevado potencial energético e alternativa para o tratamento de resíduos, já que a digestão anaeróbia promoveu até 61,17% de remoção de matéria orgânica dos efluentes agroindustriais. Em termos do aproveitamento energético do biometano, seria possível suprir a demanda por eletricidade de 434.258 residências com os 681.942,40 GW.h produzidos em turbinas termelétricas de ciclo combinado (CHIESA E MACCHI, 2002) a partir da vinhaça gerada anualmente no Estado de São Paulo. Contudo, há ainda possibilidade de obtenção de outros carreadores energéticos com características físicas já compatíveis com a infraestrutura atual de distribuição e armazenamento 105 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO (estado líquido à CNTP). Esse é o caso do etanol e butanol produzidos a partir de resíduos lignocelulósicos degradados usando o mesmo processo anaeróbio que gera metano, o que permite a diversificação da produção de biocombustíveis a partir de resíduos (H2, CH4, EtOH, BuOH) de acordo com a demanda e tipo de aplicação requerida (aquecimento; eletricidade; transporte). A figura 11 ilustra a versatilidade do processo de digestão anaeróbio para a produção de diversos produtos de interesse a partir de resíduos agroindustriais. A produção de hidrogênio e dióxido de carbono em cada via bioquímica foi estimado por balanço de massa considerando as rotas metabólicas mostradas na Figura 11 e descritas no Quadro 3. Figura 11 – Rotas metabólicas desenvolvidas a partir da degradação anaeróbia de matéria orgânica. Fonte: Adaptada de Mockaitis et al. (2020). 106 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) A figura 11 mostra as prováveis rotas acidogênicas, metanogênicas e solventogênicas baseadas na geração de ácidos orgânicos e alcoois (HARPER E POHLAND, 1985; JONES E WOODS, 1986). Dessa forma, juntamente com as reações apresentadas no quadro 3, demonstra-se que o processo anaeróbio de geração de biogás também permite a produção de outros biocombustíveis, além do biohidrogênio e biometano. Quadro 3 – Estequiometria, razão H2/substrato (mol mol‐1) e energia de Gibbs associada às rotas metabólicas descritas. Processos anaeróbicos Estequiometria H2/S ΔG° (kJ/mol) (1) Acidogênese do butirato 2𝐶5𝐻10𝑂5 + 4𝐻2𝑂 → 𝐶4𝐻8𝑂2 + 6𝐶𝑂2 + 5𝐻2 2,5 ‐224 (2)Acidogênese do propionato 3𝐶5𝐻10𝑂5 + 5𝐻2 → 5𝐶3𝐻6𝑂2 + 5𝐻2𝑂 ‐1,7 ‐473 (3)Acidogênse do acetato 𝐶5𝐻10𝑂5 + 3𝐻2𝑂 → 𝐶2𝐻4𝑂2 + 3𝐶𝑂2 + 6𝐻2 6 ‐100 (4)Solventogênse do etanol (xilose) 3𝐶5𝐻10𝑂5 → 5𝐶2𝐻6𝑂 + 5𝐶𝑂2 ‐ ‐609 (5)Solventogênse do etanol (acetato) 𝐶2𝐻4𝑂2 + 2𝐻2 → 𝐶2𝐻6𝑂 + 𝐻2𝑂 ‐2 ‐37,8 (6)Solventogênese do metanol 𝐶5𝐻10𝑂5 + 5𝐻2 → 5𝐶𝐻4𝑂 ‐5 ‐86 (7)Degradação anaeróbia do metanol 𝐶𝐻4𝑂 +𝐻2𝑂 → 𝐶𝑂2 + 3𝐻2 3 9,1 (8)Degradação anaeróbia do etanol 𝐶2𝐻6𝑂 + 3𝐻2𝑂 → 2𝐶𝑂2 + 6𝐻2 6 97,5 (9)Metanogênse acetoclástica 𝐶2𝐻4𝑂2 → 𝐶𝐻4 + 𝐶𝑂2 ‐ ‐71 (10)Metanogênese hidrogenotrófica 𝐶𝑂2 + 4𝐻2 → 𝐶𝐻4 + 2𝐻2𝑂 ‐4 ‐131 (11)Homoacetogênese 2𝐶𝑂2 + 4𝐻2 → 𝐶2𝐻4𝑂2 + 2𝐻2𝑂 ‐4 ‐59,7 Fonte: Adaptado de MOCKAITIS et al. (2020) 107 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO REFERENCIAS AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEIS (ANP). 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GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 117 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO CAPÍTULO 4 ___________________________________ DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E ENERGIA RENOVÁVEL NO MEIO RURAL: UM ESTUDO SOBRE O USO DO BIODIGESTOR COMO FONTE ALTERNATIVA E ECONÔMICA PARA O PEQUENO PRODUTOR Vitor Bini Teodoro16 Patrícia Cristina Melero Pereira Leite17 Márcio Presumido Júnior18 Estela Violin de Melo19 Angélica Gois Morales20 16 Mestre em Ciências pela FSP-USP, doutorando do Programa de Pós-Graduação em Agronegócio e Desenvolvimento – Unesp. Email: vitor.bini@unesp.br 17 Especialista em Gestão Empresarial pela Unisalesiano, mestranda do Programa de Pós-Graduação em Agronegócio e Desenvolvimento – Unesp. Email: patrícia.melero@unesp.br 18 Bacharel em Engenharia de Biossistemas pela Unesp, mestrando do Programa de Pós-Graduação em Agronegócio e Desenvolvimento – Unesp. Email: marcio.presumido@unesp.br 19 Especialista em Gestão de Projetos e Processos pela Unoeste, mestranda do Programa de Pós- Graduação em Agronegócio e Desenvolvimento – Unesp. Email: estelaviolin.arqurb@gmail.com 20 Doutora em Meio Ambiente e Desenvolvimento pela UFPR, professora associada do Programa de Pós-Graduação em Agronegócio e Desenvolvimento. Líder do Grupo de Pesquisa em Gestão e Educação Ambiental (PGEA) – Unesp. Email: ag.morales@unesp.br 118 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) RESUMO O presente artigo tem como objetivo geral identificar a viabilidade do uso do biodigestor como matriz energética no Brasil, com foco no pequeno produtor rural, tendo como base o disposto no sétimo objetivo para o desenvolvimento sustentável proposto pela Organização das Nações Unidas (ONU). Para tanto, por ter um caráter exploratório, adotou-se a pesquisa bibliográfica, por meio das bases de dados científicos. No desenvolvimento do estudo são apresentadas: as problemáticas do consumo de energia; as dificuldades e disponibilidade; as principais fontes disponíveis com foco no biodigestor; tipificação do produtor rural no Brasil, atrelando a matriz energética da biomassa como uma possibilidade à eficiência energética para este tipo de propriedade; e fontes de financiamento para a implementação de melhorias voltadas aos produtores rurais. O estudo concluiu que o uso de biodigestores por pequenas propriedades é considerado uma matriz energética renovável e alternativa com boa eficiência produtiva, carecendo entretanto, de maiores políticas de informação quanto a sua existência e formas de financiamento. Palavras chave: Biomassa. Energia Renovável. Sustentabilidade. 1 INTRODUÇÃO “Nada é permanente, exceto a mudança”. Esta pequena citação, reflete o pensamento do filósofo Heráclito, datada de 540 a.C. Apesar de sua origem datar dos primórdios do pensamento filosófico, ela permite uma reflexão sobre a evolução da humanidade e sua permanente transformação. Desde o início da civilização, o ser humano buscou na natureza os recursos necessários para sua sobrevivência sem, necessariamente, preocupar-se com a finitude destes recursos (HERRERA, 1974; RATTNER, 1977; CMMAD, 1991; BAUMGARTEN, 2002). Com o desenvolvimento da sociedade e da compreensão dos recursos naturais como limitados, passam-se a constituir novas maneiras de repensar os modelos de consumo destes recursos, surgindo aí o desenvolvimento do termo sustentabilidade e seus amplos desdobramentos, tornando-se imprescindível buscar fontes alternativas de energia para garantir as necessidades dos seres humanos frente a uma sociedade de consumo, sem comprometer a capacidade 119 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO do planeta para atender as futuras gerações. Nesta mesma lógica, o conceito de desenvolvimento sustentável passa a ser compreendido como aquele que não esgota os recursos, tampouco deixa de consumi-los: seu uso passa a ser pensado sob a consciência de sua finitude (PHILIPPI et al., 2014). Este conceito passa a ser encarado também de forma econômica. É necessário repensar os meios de produção para tornarem-se, progressivamente, mais eficientes. Entretanto, dada a diversidade de realidades sociais, econômicas e demográficas dos países, associadas a uma falta de articulação conjunta, poderia tornar a conscientização, um fato nulo frente aos problemas globais. Assim, para promover o desenvolvimento sustentável, os países precisariam agir conforme suas peculiaridades, com metas personalizadas e locais, além de um planejamento coletivo e alinhado. Desta forma, surge, por meio de um esforço mútuo de governos em todo o mundo, uma agenda global com metas visando atenuar estes grandes problemas mundiais, que culminaram nos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) propostos pela Organização das Nações Unidas (ONU), que são oriundos de sucessivos eventos e também dos desdobramentos da própria Agenda 21 e dos Objetivos de Desenvolvimento do Milênio (ODM), que já abordavam a importância desta cooperação (CMMAD, 1991; LIMA, 2010; CUNHA, 2013; CARVALHO e BARCELOS,2014; ALVES, 2015). Os ODS propostos partem da premissa de que a cidadania plena será alcançada somente com a manutenção da dignidade humana e, para que esta seja possível, é preciso que o futuro esteja garantido em sua plenitude, abrangendo questões de desenvolvimento social, ambiental e econômico. Destes, surgem uma coleção de dezessete metas globais, amplas e interdependentes, envolvendo os 193 Estados Membros e toda a sociedade civil sob a coordenação da ONU (ONU, 2000; 2015). Contudo, vale destacar que cada país deve ser protagonista de suas agendas, priorizando as áreas com maior necessidade de atenção. Frente ao exposto, este trabalho parte de umaanálise do sétimo objetivo proposto pela ODS, que prevê garantir acesso à energia acessível, confiável, sustentável e renovável, assegurando a toda população mundial o acesso e a 120 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) disponibilidade de energia, atualmente com grande dependência de combustíveis fósseis. Assim, a metodologia utilizada para sua realização foi de caráter exploratório, proporcionando maior familiaridade com a temática a partir do levantamento bibliográfico com vistas à proposta de uma matriz energética voltada ao pequeno produtor. Desta forma, a adoção de novas plataformas energéticas é crucial, uma vez que o petróleo - maior expoente das energias não-renováveis - tende a ser cada vez menos disponível, surgindo a necessidade de fontes de energias renováveis acessíveis e limpas, como a energia solar, eólica, térmica e, mais recentemente, a biomassa (GOLDEMBERG & LUCON, 2007). Este ODS é também de grande importância ao pensarmos o Brasil e a produção rural, envolvendo os pequenos produtores, uma vez que o país é o terceiro maior exportador mundial de alimentos do mundo, com safras recordes anuais. É também o principal produto de exportação do país, impulsionando o agronegócio e a economia nacional (CARDOSO, 2012). Entretanto, faz-se necessário desbravar novas possibilidades para a promoção sustentável deste importante insumo comercial, bem como a possibilidade de uso destas novas energias, priorizando o pequeno produtor rural, uma vez que estes são os principais responsáveis por boa parte dos alimentos produzidos para consumo (DIAS et al., 2013; ARRUDA et al., 2002). Para além desta identificação, o artigo busca compreender formas de financiamento destinadas aos produtores rurais, que sejam capazes de proporcionar o financiamento destas novas tecnologias de forma viável e financeiramente possível, com capacidade de payback e retroalimentação positiva para as propriedades que investirem em tecnologias de energia limpa. O artigo também busca encontrar não a fonte de energia mais barata para assegurar o acesso à energia elétrica, mas sim às fontes que melhor se encaixam no desenvolvimento sustentável das propriedades rurais, à luz do proposto pela ODS. Para tanto, pensando em criar uma linha lógica, o trabalho encontra-se dividido em três partes: a primeira traz uma caracterização da produção e do 121 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO consumo de energia elétrica no meio rural. A segunda parte dedica-se ao panorama das energias renováveis e não renováveis no mundo, além de identificar o perfil do pequeno produtor rural, sua capacidade produtiva e a possibilidade de adequação desta para viabilidade para uso do biodigestor como uma matriz energética sustentável e economicamente viável; E, por fim, a terceira parte aponta possíveis formas de financiamento para a instalação destas tecnologias, buscando melhorar o investimento com as possibilidades de financiamento por parte do pequeno produtor, além de formas de custeio para a implementação desta tecnologia. 1.2 OBJETIVOS O presente artigo tem como objetivo geral identificar a viabilidade do uso do biodigestor como matriz energética no Brasil, com foco no pequeno produtor rural, tendo como base o disposto no sétimo objetivo para o desenvolvimento sustentável proposto pela Organização das Nações Unidas (ONU), bem como formas de financiamento existentes para implementação desta tecnologia. 2 PRODUÇÃO E CONSUMO DE ENERGIA NO MEIO RURAL Faria (2017) afirma que a falta de energia é um dos maiores problemas encontrados na sociedade moderna. Diante desse cenário e a preocupação com o impacto ambiental principalmente pela falta de fontes de energia não renováveis, como o petróleo, tem se tornado cada vez comum à busca de energia limpa como fonte de energia alternativa. Faria (2017) relata que “o uso de energia deve ser de forma racional e adequado para evitar desperdícios, visando à manutenção do equilíbrio ecológico e a garantia da saúde, da qualidade de vida e do bem-estar social e econômico dos seus proprietários e daqueles que utilizam desta para as atividades laborais, assim como suas famílias”. A maneira mais correta para evitar desperdício é a manutenção 122 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) semestral e fiscalização periódica dos equipamentos para que possa desenvolver a melhor qualidade de energia (REIS; SILVEIRA, 2001). Contudo, sabe-se que, atualmente, já há diferentes maneiras de adquirir energia, como alternativa às fontes não renováveis, caso das fontes renováveis, que são o foco deste capítulo. As fontes renováveis são capazes de se regenerar na natureza, conforme explica Cosbey (2011) e Faria (2017) e por isso, causam menos impactos ambientais e não se esgotam quando comparados às energias não renováveis. São as fontes de energia mais aconselhadas uma vez que geram menos poluentes para o meio ambiente. As principais delas são: - energia hidráulica; - energia solar; - energia eólica; - energia geotérmica; - biomassa; - energia gravitacional; - energia do hidrogênio. No entanto, a fonte energética mais utilizada para a produção de energia elétrica é proveniente de fontes não renováveis que causam diversos impactos ambientais quando não consumidas de maneira racional, o que pode implicar em desequilíbrios na medida em que seus recursos se esgotam (FREITAS; DATHEIN, 2013). As mais utilizadas são: - combustíveis fósseis; - energia nuclear. Tem-se na agroindústria, alguns processos produtivos que envolvem o trabalho de pessoas e máquinas. Assim, torna-se necessário o consumo de energia para o beneficiamento dos produtos, seja na alimentação do rebanho, processamento de grãos, ordenha mecanizados, sistemas de abastecimento de água e irrigação, tornando fundamental o uso da energia elétrica. (CUNHA, 2004); (ALVES; MELO; WISNIEWISKI, 1980). Cunha (2004) ressalta que para o próprio sistema de iluminação de residências, galpões, barracões de criação, pátios e outros, há a essencialidade do uso de energia para as atividades corriqueiras e habituais do ser humano. Tal fato deixa explícito que já existe o consumo mínimo de energia elétrica em propriedades rurais, mesmo não sendo bem definidas as atividades. Benincasa, Ortolani e Lucas Junior (1991) enfatizam ainda que independentemente da finalidade produtiva da propriedade, ela estará sempre consumindo energia elétrica, sendo que algumas de maneira adequada com 123 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO boas instalações e outras mais rústicas podendo, inclusive, causar prejuízos tanto para o fornecedor quanto para o consumidor. Às instalações elétricas do campo deveria ser dispensada maior atenção pela sua relativa complexidade devido às grandes distâncias existentes entre o centro de distribuição (transformador) e os centros de energia pertencentes às propriedades rurais [...] (CUNHA, 2004). Contudo, apresenta-se grande preocupação tanto com a qualidade da energia elétrica no meio rural, quanto com o serviço prestado, com o intuito de melhorar o desempenho das atividades e sua distribuição até locais mais remotos, caso mais frequente nas propriedades rurais. A Concessionária Energisa (2020) explica que as propriedades rurais são classificadas em pequeno, médio e grande, de acordo com as características do transformador elétrico instalado pela concessionária, sendo elas: • Pequeno porte: são consideradas propriedades rurais de pequeno porte as que possuem um transformador instalado com potência de até 37,5 kVA (quilovoltampères). • Médio porte: São aquelas propriedades que possuem um transformador trifásico instalado com potência de até 112,5 kVA. • Grande porte: propriedades rurais que possuem transformadores acima de 112,5kVA. A preocupação com a qualidade da energia elétrica entregue é crescente.Este fato se justifica em razão da sofisticação dos equipamentos instalados, como pelo valor da tarifa da mesma (CUNHA, 2004). A biomassa torna-se importante para o capítulo pelo fato de que sua produção de desejos gera os impactos ambientais que prejudicam o meio ambiente. Portanto, a aplicação de novos métodos contribui para geração de energia e de subprodutos. 124 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 2.1. BIOMASSA O Brasil é um país que possui inúmeras vantagens comparativas que o coloca como líder mundial no mercado de produtos agrícolas e agroindustriais, principalmente os que se destacam pelas fontes de energia. Condições geográficas e climáticas favoráveis, além da grande quantidade de terra para a agricultura com alto poder tecnológico, possibilitam uma maior produção anual e, isso faz com que se torne líder na produção e no uso energético da biomassa (EPE, 2013). De acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL, 2002) “a biomassa é toda matéria orgânica de origem animal ou vegetal que pode ser utilizada para a produção de energia”. Como a energia hidráulica e fontes renováveis, a biomassa parte da energia solar onde a mesma é convertida em energia química (pela fotossíntese). Uma das principais vantagens encontradas na biomassa é por ser realizada diretamente através da combustão em forno e caldeiras. Para a redução dos impactos ambientais e para aumentar a eficiência do processo surgem novas pesquisas em tecnologias de aperfeiçoamento como gaseificação (processo que transforma combustíveis sólidos e líquidos em uma mistura de combustível de gases) e a pirólise (reação de análise ou decomposição que ocorre pela ação de altas temperaturas) (ANNEL, 2002). De acordo com o EPE (2013) a biomassa é representada por 27% da oferta interna de energia primária, que nada mais é que a energia na forma de recursos naturais (madeira, carvão, petróleo, gás natural, ventos, entre outros), 15,4% é representada por cana de açúcar com etanol e bagaço de cana, 10,8% de carvão vegetal e lixívia e 0,8% de biomassa. Já no cenário mundial, a ANNEL (2002) informa que o consumo de biomassa é representado por apenas 14% devido ao uso não comercial. Porém, esse índice é similar ao uso de gás natural e de energia elétrica e superior ao uso do carvão mineral. 125 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Segundo IEA (1998) inúmeras tecnologias de aproveitamento estão em fase de desenvolvimento e aplicação. Os estudos de Hall et al. (2000) mostram que a biomassa deve-se manter estável e aumentar por consequência de duas razões: crescimento populacional; e urbanização e melhoria nos padrões da vida. Aquino et al. (2014) relata que as pequenas propriedades rurais com baixa produção, sofrem com impactos relacionados ao uso da energia. Por isso, a implantação do uso de tecnologias alternativas que produzem energia vem sendo mais utilizados em propriedades rurais, diminuindo custos e impactos ambientais. Dentro do consumo de biomassa, destaca-se o biogás, que segundo Deublein e Steinhauser (2008), pode ser obtido na degradação da matéria orgânica e é composto principalmente por gás de metano inodoro, incolor e insípido. Também ressalta que esse gás contribui para o efeito estufa e, consequentemente, para o aquecimento global. A tabela 1 mostra a composição química do biogás expondo a porcentagem presente que pode ser prejudicial ao meio ambiente e aos seres humanos. Tabela 1 - Composição química do biogás Gases % Metano (CH4) 50 a 70 Dióxido de carbono (CO2) 30 a 40 Nitrogênio (N2) 0 a 10 Hidrogênio (H2) 0 a 5 Oxigênio (O2) 0 a 1 Gás sulfídrico (H2S) 0 a 1 Vapor d’água 0,3 Fonte: Adaptado de BRETON et al, (2004). 126 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) A conversão energética do biogás é representada como um método de um grande volume de resíduos produzidos, reduzindo assim, o potencial tóxico das emissões de metano e, dessa forma, produzindo energia elétrica, diminuindo custos e melhorando os processos ambientais (DEUBLEIN; STEINHAUSER, 2008). Para a obtenção do biogás é necessário um processo de decomposição anaeróbica e são feitos em três fases diferentes: liquefação, acidulação e gaseificação. É notável a importância da atividade agropecuária no Brasil em relação à economia, devido ao grande número de produção, geração de renda, tais como inúmeros estabelecimentos agropecuários, colocando assim, como uma das principais e mais relevantes atividades do país, sendo assim, o “motor do agronegócio” (NUNES; CONTINI, 2001). Nos dias atuais, as iniciativas de produção de biogás no Brasil ainda são pouco utilizadas e isoladas em determinados locais. Porém, as fontes de energia renováveis se caracterizam principalmente pela durabilidade e sustentabilidade (ANDION, 2003). Bond e Templeton (2011) afirmam que países continentais e com grande produção pecuária como China e Índia, demonstram um grande investimento e desenvolvimento em sistemas de biogás, principalmente para pequenas propriedades rurais. Países que possuem produção efetiva de aves, suínos e bovinos por meio do biogás tem grande possibilidade de geração de energia elétrica nas fazendas devido aos dejetos dos animais. Além da geração de energia elétrica, o biogás é utilizado para a energia térmica, como por exemplo, a secagem de grãos (BOND E TEMPLETON, 2011). O cenário mundial de produção de biomassa mostra que o consumo de energia primária no mundo apresenta comportamento distinto no decorrer do tempo, como ilustra a figura 1, no qual desde meados do século XIX, a Revolução Industrial iniciou-se ao consumo dos combustíveis fósseis, e mostra que uma visão de cenário para o ano de 2100, as energias renováveis serão as maiores produtores de suprimentos para suprir as necessidades energéticas. 127 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Figura 1 - Evolução da demanda mundial de energia entre 1850 – 2100 Fonte: UNDP; UNDESA; WEC, 2000. Dentre as energias renováveis, a energia solar é a mais fomentada, tanto por países desenvolvidos quanto pelos países em desenvolvimento como mostra a figura 2. A energia de biomassa teve um investimento de US$ 3,9 em 2015 nos países desenvolvidos enquanto que os países em desenvolvimento investiram apenas US$ 2,1 (REN 21, 2016). Figura 2 - Novos investimentos mundiais em energia renovável por tecnologia, países desenvolvidos e em desenvolvimento, 2014. Fonte: REN 21, 2016. 128 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Como exposto na figura 3, houve um crescimento acentuado no uso de biomassa pela União Europeia, seguido da América do Norte e Ásia. A rede mundial de políticas de energia renovável (REN, 2016) relata o aumento do consumo de biomassa para aquecimento no continente europeu, enquanto que China, Japão, Alemanha e Reino Unido dependem fortemente de eletricidade de biomassa. Figura 3 - Geração mundial de energia de biomassa, por país/região, 2005- 2015. Fonte: REN 21, 2016. No ano de 2015 houve uma crescente na comercialização e desenvolvimento de biocombustíveis avançados, principalmente, na capacidade e produção de combustíveis tanto por vias térmicas como biológicas (REN 21, 2016). Conforme se observa na figura 4, a produção de etanol teve um aumento de 4% com recordes da produção nos Estados Unidos e no Brasil. Já a produção de biodiesel, obteve uma queda devido à restrição da produção em alguns mercados asiáticos (REN 21, 2016). 129 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Figura 4 - Produção mundial de biocombustíveis, participação por tipo e por país/região, 2015. Fonte: REN 21, 2016. Já em uma visão do cenário nacional, Guardabassi (2006) cita que “A matriz energética brasileira é bastante diversificada quanto aos combustíveis utilizados”. Oliveira e Mendes(2016) ressaltam que a energia elétrica no Brasil busca uma predominância produtiva com enfoque em meios mais renováveis, embora que ainda a energia hidráulica, seja a maior responsável pela geração de energia. O setor industrial e o de transportes correspondem por 65,4% do total consumido, 33,0% e 32,4% respectivamente, de acordo com a Empresa de Pesquisas Energéticas (EPE, 2017) Ainda, segundo o mesmo relatório da EPE ( 2017), o consumo se divide nos seguintes setores: Setor industrial: conta com 58% proveniente de fontes renováveis. Enquanto as fontes não renováveis, respondem juntos por 26,4% do total de energia consumida. 130 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Figura 5 - Consumo de energia na indústria. Fonte: EPE, 2017. Setor de transportes: o principal combustível que é gerado pelo transporte rodoviário no país é o óleo diesel, em segundo lugar em consumo vem à gasolina, 29,3%, que apresenta um crescimento da produção interna a fim de provocar diminuição na dependência externa da mesma. Figura 6 - Consumo de energia nos transportes Fonte: EPE, 2017. 131 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Setor residencial: O consumo de eletricidade chega com 46%, seguido pelo gás liquefeito de petróleo (GLP) com 26,5% e da lenha com 24,4%, este vem apresentando uma queda ao decorrer dos anos com o objetivo de redução do impacto nas florestas nativas e pelo aparecimento de fontes renováveis que são menos agressivas ao meio ambiente. Figura 7 - Consumo residencial de energia Fonte: EPE, 2017. Dessa forma, a biomassa vem ganhando espaço devido a sua grande produção de resíduos que podem tornar-se grandes geradores de energia elétrica e também de subprodutos. O principal objetivo é de uma energia mais limpa e sustentável e que tenha retorno ao produtor que utilize esse mecanismo. 2.2. APLICAÇÃO DA BIOMASSA NO MEIO RURAL: BIODIGESTOR Nos últimos anos, tem se tornado cada vez mais comum, a utilização de energias renováveis em propriedades rurais. A biomassa é visivelmente rentável a produtores que tenham uma determinada quantidade de resíduos, portanto o biodigestor é um dos mecanismos mais aplicados para esse tipo de empreendimento, transformando a biomassa em energia e em subprodutos 132 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) que possam ser utilizados ou até mesmo comercializados (GUARDABASSI, 2006). Pesquisas relacionadas à fonte de energia alternativa se intensificaram tanto no mercado interno quanto no externo. Essa busca vem com o intuito de diminuir a poluição ambiental usando fontes como dejetos de animais e vegetais que possui em grande quantidade nas propriedades rurais e isso faz com que aumente pesquisas com objetivo de proteger o meio ambiente das poluições e melhorar a qualidade de vida (BARRERA, 1993). De acordo com Barrera (1993), os resíduos produzidos pelos animais nas pequenas e médias propriedades são prejudiciais ao meio ambiente, pois lançam um gás que provoca o efeito estufa afetando assim, a camada de ozônio e o solo, por meio das chuvas que infiltra no lençol freático contaminando as águas. As propriedades rurais usadas para a criação de suínos e bovinos leiteiros são mais propícias à utilização do biodigestor, devido à quantidade excessiva de dejetos e a facilidade em recolher já que os animais são criados em confinamento na maior parte do tempo (SANTOS; BALBINO; ESTEVAM, 2015). Figura 8 - Funcionamento do biodigestor. Fonte: OLIVEIRA, 2006. 133 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Como demonstra a figura 8, o funcionamento do biodigestor se dá por meio de resto de alimentos, urina e fezes produzidos dentro do local que tenha os criadores de animais. Após a limpeza ser realizada, os resíduos vão diretamente até o biodigestor, no qual ocorrem as ações das bactérias transformando em gás metano e adubo. Por fim, o gás metano pode ser encanado para ser transformado em energia elétrica e as sobras são utilizadas como biofertilizantes para pastagens e plantações ou até mesmo para venda desses subprodutos, que após todo o processo do biodigestor os resíduos ainda possuem grande carga nutricional (OLIVEIRA, 2006). Portanto, a utilização da biomassa e do biodigestor torna-se uma aplicação sustentável e rentável frente aos ODS proposto pela ONU, que enfocam energia limpa e acessível aos produtores de pequeno e médio porte, e que contribui diretamente com os três pilares: social, ambiental e econômico. 3 DIAGNÓSTICO DE DEMANDA PARA BIODIGESTORES EM PEQUENAS PROPRIEDADES RURAIS: ASPECTOS GERAIS O Brasil tem condições excelentes para se consolidar como gerador de diversas matrizes energéticas. Dada sua dimensão continental, com grande parte do território localizado entre o equador e o trópico de capricórnio, oferece boas condições climáticas para a utilização de diversas fontes de energia, adequando cada matriz à região com melhor capacidade de adaptação e eficiência entre as quais, destacam-se as oriundas da biomassa. Infelizmente, ainda temos na energia elétrica a grande fonte de energia para as atividades agrícolas e industriais. Devido às grandes dimensões territoriais, além dos custos ambientais para sua geração, apresenta custos adicionais para o transporte dessa energia para todo o território. Adicionalmente, observa-se uma intensa busca, em todo o mundo pela substituição dos combustíveis fósseis motivada pelas questões ambientais, desde sua prospecção até sua utilização, no primeiro por danificar 134 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) constantemente fauna e flora, e no segundo, pelos altíssimos percentuais de emissão de gás carbônico. As energias renováveis encontram-se em alta no cenário nacional; sendo de extrema importância também para a agricultura familiar, reduzindo assim, os custos do pequeno produtor. Os dejetos produzidos na pequena propriedade contribuem para a produção de biogás. Ainda que se reconheça que o biogás enfrente alguns obstáculos para o seu desenvolvimento em pequenas propriedades, como os custos iniciais, pressupõe-se viável quando acompanhado de análise adequada. Para estimar o potencial de geração de biogás é preciso mensurar a quantidade demandada de dejetos, ou seja, a matéria seca de bovinos, aves e suínos que as produzem. Consequentemente, se faz necessário observar quantidade de animais existentes, valendo-se do menor número possível para sua viabilidade em pequenas propriedades. Por isso, a importância de se calcular adequadamente a quantidade de produção diária de matéria seca e sua relação direta com a conversão desta em biogás (BOND; TEMPLETON, 2011). Tabela 2 - Produção diária de dejetos e biogás por animal adulto. Tipo de animal Média de produção de dejetos (kg/dia) Produção de biogás a partir de material seco (m³/ton) Bovinos 10,00 270 Suínos 2,25 560 Aves 0,18 285 Fonte: Adaptado GASPAR (2003). Observa-se a relevância da agricultura familiar não apenas pela quantidade de produção, servindo também como um importante indicador da disponibilidade de produtos que chegam à mesa das famílias brasileiras. A própria variedade de produtos acaba sendo uma exigência, seja pela sua sazonalidade ou pela concorrência e viabilidade no cultivo dos produtos em um determinado mercado. Vê-se então a diversificação do pequeno coletivo 135 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO produtivo rural como um mecanismo intrínseco às suas estratégias de revitalização para competitividade. A agricultura familiar é uma (...) (...) forma de produção que compreende o cultivo da terra realizado por pequenos proprietários rurais, com mão de obra representada principalmente por membros do núcleo familiar, e em que a direção dos trabalhos é exercida pelo próprio produtor rural”. O conceito de AgriculturaFamiliar foi definido pela Lei Nº 11.326 de 24 de julho de 2006 (LANDAU, 2013, p. 07). Para efeitos legais, tomamos a lei número 11.428, de 22 de Dezembro de 2006, que dispõe sobre a proteção do bioma da Mata Atlântica e outras providências, inclusive no seu artigo terceiro apontando a definição necessária, que contextualiza sobre o pequeno produtor: I - pequeno produtor rural: aquele que, residindo na zona rural, detenha a posse de gleba rural não superior a 50 (cinqüenta) hectares, explorando-a mediante o trabalho pessoal e de sua família, admitida a ajuda eventual de terceiros, bem como as posses coletivas de terra considerando- se a fração individual não superior a 50 (cinqüenta) hectares, cuja renda bruta seja proveniente de atividades ou usos agrícolas, pecuários ou silviculturais ou do extrativismo rural em 80% (oitenta por cento) no mínimo (BRASIL, 2006). Desta forma, compreende-se à partir da lei que são considerados pequenos produtores rurais aquele que possui uma propriedade rural não superior a cinquenta hectares. Penha (2020), ao discutir as orientações do Programa Nacional de Fortalecimento da Agricultura Familiar (PRONAF), – indica com maior precisão as diretrizes financeiras não apontadas na Lei supracitada. O programa estabelece um limite anual de renda bruta no valor de R$ 360.000,00 para produtores de baixa renda. (...) Este fato é um indício que a classificação geral por si só não é capaz de fornecer o suporte necessário à formulação de políticas públicas, que precisam de diretrizes e requisitos adicionais para delimitar melhor o público de interesse (SILVA, 2019, p. 182). Esse pequeno produtor, seja pelo aspecto da terra ou da renda, encontra uma série de dificuldades para manter-se competitivo. Dentre essas dificuldades, tem-se o acesso ao crédito e a transferência de tecnologias como http://legislacao.planalto.gov.br/legisla/legislacao.nsf/Viw_Identificacao/lei%2011.428-2006?OpenDocument http://legislacao.planalto.gov.br/legisla/legislacao.nsf/Viw_Identificacao/lei%2011.428-2006?OpenDocument 136 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) centrais no cenário atual. Ademais, Souza (2000) indica que não basta alocar recurso como fator de potencialização de produção e riqueza na agricultura familiar. O pequeno produtor, carente de apoio das políticas públicas, precisa de apoio para as transferências de tecnologias, e a viabilidade do uso do biodigestor como matriz energética. Em uma visão geral, percebe-se que a simples disponibilidade de recursos financeiros que são, na maioria dos casos, escasso, não possibilita aos diferentes agricultores familiares o sucesso econômico com o uso dessas novas tecnologias de produção. Para melhor compreensão, pode-se exemplificar um caso concreto evidenciado por Souza (2000), em que não basta agregar tecnologia por meio de investimentos em uma produção leiteira se não houver uma integração na cadeia de consumo, pode ter muito mais produção por um preço muito menor, dada a quantidade de produto disponível; por isso é fundamental a definição de políticas públicas que considerem a variável investimento tecnológico em função de um planejamento integrado. Pode-se inferir então, que adianta pouco, para o retorno sobre o valor de investimento, alocar recursos sem o devido planejamento. O agronegócio, por sua especificidade, consegue resultados melhores por seu volume de produção, entretanto, sem diversidade e com alta concentração de renda. A significativa presença dos agricultores familiares em determinadas regiões, em especial da região Sul, faz com que eles respondam por maior nível organizacional, integração com o mercado, capacidade de negociação, eficiência tecnológica e, consequentemente, sejam mais capitalizados. Ou seja, quando apoiada, a agricultura familiar consegue resultados significativos do ponto de vista financeiro e social (SOUZA, 2000). Coloca-se, como hipótese intermediária do trabalho, o papel decisivo do acompanhamento das transferências de tecnologias. No presente artigo indica- se que não basta a instalação de uma fonte alternativa de energia na pequena propriedade. Faz-se necessário, além do conhecimento e da conscientização ambiental, também o preparo para o uso do novo recurso de modo eficiente. 137 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Apesar destas condições favoráveis, nota-se que a propagação da tecnologia dos biodigestores rurais no país não teve o êxito esperado. Pode-se afirmar que os biodigestores rurais apresentam uma má fama na maioria das vezes devido a problemas causados por erros de projeto, operação e/ou manutenção destas instalações (ANDRADE et al., 2002, p.02) Assim, os biodigestores indicados para o pequeno produtor rural como busca por fontes alternativas de energia, se inserem no contexto global dos desafios pela competitividade e produtividade da agricultura pela busca de transferência de novas tecnologias. Ressalta-se a necessidade de repensar e planejar uma nova matriz energética brasileira, incrementando nesta nova matriz - a utilização dos dejetos de animais para a produção de energia - mesmo que este potencial energético de aplicação não seja muito grande, pois devem ser considerados outros aspectos como o ambiental e o social, decisivos na implantação desta alternativa. (ANDRADE et al., 2002, p.11) Uma rápida abordagem histórica aponta que no Brasil, os biodigestores rurais tiveram maior desenvolvimento na década de 1980 quando contaram com grande apoio dos Ministérios da Agricultura e de Minas e Energia, sendo instaladas no país cerca de 8.000 unidades (ANDRADE et al., 2002). A difusão da tecnologia dos biodigestores no Brasil enfrenta dificuldades decorrentes por um lado, da escassez de recursos financeiros, pelo custo inicial dos biodigestores; por outro, da falta de uma mentalidade relacionada com a importância de um programa de formação de recursos humanos para dar apoio à sua implantação, sendo necessário o acompanhamento da tecnologia adotada. Ressalta-se a necessidade de repensar e planejar uma nova matriz energética brasileira, incrementando nesta nova matriz - a utilização dos dejetos de animais para a produção de energia - mesmo que este potencial energético de aplicação não seja muito grande, pois devem ser considerados outros aspectos como o ambiental e o social, decisivos na implantação desta alternativa. (ANDRADE et al., 2002, p.12). 138 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) As mudanças energéticas iniciadas no mundo e demandadas pelos riscos gerados por energias não renováveis coloca a energia gerada pelas fontes de biomassas como alternativa real, demandando pesquisas para potencializar o setor. Neste cenário o presente estudo com foco na pequena propriedade familiar, reforça que o biodigestor traz grande contribuição. A agricultura familiar, com todas as dificuldades, como a obtenção de crédito e transferência de conhecimentos e tecnologias para o pequeno produtor, apresenta também oportunidades. Assim, procura-se compreender a problemática da potencialidade energética da biomassa por meio de um biodigestor como fonte de energia para o pequeno produtor rural. 4 CRÉDITO RURAL PARA PRODUTORES Para que o pequeno produtor rural tenha chances de aumentar sua produção, uma das alternativas possível é recorrer às linhas de crédito para subsidiar um investimento tecnológico ainda de alto custo. Ou seja, uma vez identificado o perfil do pequeno produtor rural, é possível reafirmar que a viabilidade para a implementação de biodigestores, perpassa pela necessidade de acesso a recursos financeiros, que possibilitem a instalação destas ferramentas, de tal maneira que seja viável e acessível para produtores. Assim, esta seção tem como intuito demonstrar algumas políticas existentes voltadas para o pequeno produtor rural, para investimentosnos métodos de produção, melhorando sua eficiência. As linhas de crédito são disponibilizadas aos produtores rurais, que por motivos diversos, necessitam de complementação financeira para gerir sua produção, considerando que a produção desse setor da economia é muito vulnerável, tais como clima e pragas, algo que não pode ser controlado pelo agricultor e desse modo, imprevistos podem ocasionar uma grande crise econômica e de safra (BANCO DO BRASIL, 2004). Ao longo do tempo, o Brasil vem incrementando e viabilizando a produção agrícola, seja por meio de linhas de crédito ou legislações que os valorizem. O caminho para chegar até o patamar atual, com um Produto Interno 139 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Bruto (PIB) significativo de 21,8 % do montante total brasileiro, foi desenvolvido por várias ocorrências no país, que se tornaram marcos da agricultura brasileira. É necessário ressaltar que até 1965 não havia crédito rural por parte do governo brasileiro, sendo apenas o Banco do Brasil, o órgão disponível para esses recursos financeiros ao produtor rural, por meio da Carteira de Crédito Agrícola e Industrial (CREAI), criada em 1935 (BANCO DO BRASIL, 2004). No ano de 1965, foi criado o Sistema Nacional de Crédito Rural (SNCR), este constituído por diferentes bancos e órgãos de fomento, como: Banco Central do Brasil (Bacen), Banco do Brasil (BB), Banco da Amazônia (Basa), Banco do Nordeste (BNB), Banco Nacional do Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), bancos privados e estaduais, caixas econômicas, cooperativas de crédito rural e sociedades de crédito, todos unidos para concessão de crédito ao pequeno e médio produtor rural (BANCO DO BRASIL, 2004). A seguir temos a figura da linha do tempo que ilustra as leis e decretos referentes ao crédito rural, onde podemos destacar aquelas que estão com o ponto azul, o qual são de maior relevância para compreensão do tema. Figura 9 – Leis e Decretos do Agronegócio Brasileiro Fonte: BANCO DO BRASIL (2004). Adaptado pelo autor. Os resultados dessas legislações podem ser mensurados também a partir da análise do Produto Interno Bruto Brasileiro (PIB), o qual o agronegócio é 140 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) responsável por 21,4% em 2019, frente a 21,1% em 2018 de acordo com a Confederação da Agricultura e Pecuária do Brasil – CNA, demonstrando sua grande participação no PIB brasileiro (CNA BRASIL, 2020). 4.1 OBJETIVOS DAS LINHAS DE CRÉDITO As linhas de crédito, oriundas de bancos particulares ou por meio do governo, existem para auxiliar o agronegócio brasileiro com objetivos de: estimular o desenvolvimento econômico, o ordenamento da cadeia produtiva, favorecer o custeio de produção e comercialização, beneficiar a industrialização e incentivar à utilização de tecnologias avançadas. Tais auxílios tem o intuito final de aumentar a produtividade e melhoria de vida rural, para pequenos e médios produtores e cooperativas agrícolas (BANCO DO BRASIL, 2004; BRASIL, 2020). São diversas as linhas de crédito disponíveis para o agronegócio brasileiro, tanto para pecuária quanto para a agricultura e, ao acessar o site do Banco Central do Brasil é possível ter conhecimento dos bancos integrantes da SNCR. Para os agentes financeiros que participam das linhas de créditos rurais no Brasil, foi desenvolvido um calendário diferenciado ou comum, utilizado pela população e denominado de Plano Safra, o qual tem início em todo dia primeiro do mês de Julho e finaliza em 30 de Junho do ano posterior, ou seja, se inicia em 01/07/2020 e vai até 30/06/2021, se comparado a atual data da finalização dessa revisão bibliográfica e que serão explorados a seguir.. 4.2 LINHAS DE CRÉDITO PARA PEQUENO PRODUTOR RURAL Para que o produtor rural de pequeno ou médio porte possa ter esse aproveitamento e lucro em sua propriedade, quando relacionado ao aproveitamento energético oriundo de sua própria produção, ou seja, energias renováveis a partir da biomassa, foram levantadas as possibilidades de crédito 141 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO e investimento implementação de novas tecnologias, inclusive novas alternativas energéticas, em especial a biomassa. Vale destacar primeiramente o perfil do produtor rural, que vai determinar diretamente em qual linha de crédito ou custeio ele vai estar classificado, sendo basicamente: Programa Nacional da Agricultura Familiar (PRONAF), Programa Nacional de Apoio ao Médio Produtor Rural (PRONAMP) ou demais linhas. Os produtores rurais da área de estudo, são aqueles se enquadram no PRONAF. Atuam preferencialmente na atividade agropecuária e seu maior sustento vem da terra, possuem uma Renda Bruta Anual (RBA) de até R$415.000,00 e o trabalho necessita ser predominantemente familiar. Utilizam da exploração de terras próprias, arrendatário ou comodatário, podendo também ser concessionário do Programa Nacional de Reforma Agrária (PNRA). Residam em local próximo aà propriedade rural, ou sobre ela, mas não possuam mais que quatro módulos fiscais (hectares). Nesta linha o produtor tem o benefício no valor total de R$165.000,00 por ano safra, com prazo para financiamento de até 10 anos incluindo carência de até três anos, com juros de 4,6% a.a. (PENHA, 2020). O Sicredi, primeira cooperativa de crédito que surgiu no Brasil, existente há 117 anos no mercado, também conta com o Programa de Incentivo à Inovação Tecnológica na Produção Agropecuária ( Inovagro), linha de crédito para o Produtor Rural e Cooperativas de associados ao Sicredi que buscam melhorias na produtividade rural através da inovação tecnológica. É ideal para quem preza pelo meio ambiente e quer lucros para sua produção, sendo que é uma linha de financiamento correspondente a implantação de sistemas alternativos à produção elétrica, a partir da compatibilidade do projeto com a demanda da produção (SICREDI, 2020). Esse financiamento pode ocorrer de duas maneiras, sendo por meio: do auxílio do BNDES juntamente com um agente financeiro, neste caso através do Sicredi, com o crédito denominado BNDES Automático Agropecuário, o qual ocorre a apresentação do código Finame; ou de modo direto com a Sicredi, pela linha de Investimento Empresarial, a partir da apresentação de um projeto 142 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) completo para implementação do biodigestor, destacando a necessidade da apresentação de um projeto para ambos os tipos de suporte financeiro. A maior diferença encontrada nos dois benefícios, até este momento, está relacionada ao prazo, que pode ocorrer em cinco anos, pelo Investimento Empresarial da Sicredi, ou chegar em 10 anos, a partir da posse do BNDES Finame, que trabalha com auxílio na produção e aquisição de máquinas e equipamentos nacionais, linha crédito também disponível com auxílio da agência financiadora Sicredi. (BNDES, 2020). Por meio do Investimento Empresarial da Sicredi, foram levantadas duas simulações de financiamento para o projeto de biodigestores rurais, nos valores de 100.000,00 reais e 150.000,00 reais respectivamente, demonstrando a quantidade de juros e meses de pagamento (em parcelas progressivas) que garantem a quitação do custeio para o produtor rural, para ambos foi possível o pagamento em 60 meses. Figura 10 – Simulação para financiamento com crédito de R$100.000,00 Fonte: RODRIGUES (2020). Figura 11 – Simulação para financiamento com crédito de R$150.000,00 Fonte: RODRIGUES (2020). 143 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO É importante destacar, que a partir do momento que o agricultor instala o biodigestor em sua propriedade, sua conta de energia tende a redução, e se considerado o período de um ano, a viabilidade econômica é comprovada, mesmo com custos de aquisição do biodigestor e sua manutenção, bem como o aproveitamento do fertilizanteresultante do processo de fermentação (ESPERANCINI, 2007). 4.3 FINANCIAMENTO POR MEIO DO BNDES FINAME O processo de financiamento do BNDES por meio de instituições financeiras credenciadas, pode ocorrer de modo direto, ou de modo indireto, que devido o BNDES não possuir agências, necessita de parcerias para exercer o papel de agente financiador, sendo possível encontrar uma lista desses parceiros a partir do site (BNDES, 2020). Na operação direta, é necessário que o pedido seja feito diretamente para aprovação o BNDS, através do roteiro de pedido de financiamento online, e respeitando o investimento com montante superior a R$ 10 milhões (BNDES, 2020). Já processo de modo indireto, se caracteriza pela aprovação automática do BNDES para com a agência financiada (Sicredi, por exemplo), que se responsabiliza sobre os riscos da operação e estipula os prazos e as condições de pagamento diretamente com o cliente, porém respeitando algumas imposições do BNDES e possíveis aprovações. Nesse método de operação indireta, ainda existem mais duas modalidades: a denominada automática e a não automática. A automática, realizada pelo Sicredi, é aquela que exige apresentação do código Finame, sem avaliação prévia pelo BNDES, mas que requer a liberação dos recursos, de modo que não ultrapasse o limite de R$ 150 milhões (BNDES, 2020). A Figura 15 representa simplificadamente, através de fluxograma, o processo de financiamento com auxílio do BNDES por parceiros credenciados: 144 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Figura 12 - Fluxo simplificado do processo de financiamento através do Finame Fonte: BNDES (2020). Para as operações de financiamento indiretas, as taxas de juros são compostas pelo custo financeiro, pela Taxa do BNDES e também pela taxa do agente financeiro, seguindo abaixo o melhor exemplo encontrado para explicar as taxas de financiamento que são aplicadas no Finame Indireto Automático. Figura 13 - Taxas para financiamento indireto Fonte: BNDES (2020). 145 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Na linha de crédito indireta não automática, é necessário apresentar a Consulta Prévia, que será encaminhada para análise ao BNDES, pela instituição credenciada, demonstrando a operação de financiamento que deseja ser realizada nesta linha, que será avaliada individualmente e aprovada ou não pelo BNDES, sendo o valor mínimo igual a linha de crédito direta, R$ 10 milhões (BNDES, 2020). Como podemos observar, existem diferentes modos de adquirir o financiamento para implantação de sistema limpo para obtenção de energia renovável a partir da biomassa, para isso, a renda do produtor rural e outras características já citadas, deverão ser analisadas e comprovadas pelas agências financiadoras, para então ser enquadrado em linhas de créditos específicas. Mesmo que a aquisição de linhas de crédito rural seja bastante criteriosa, esse recurso está presente na maioria das agências de financiamento do Brasil, beneficiando o pequeno produtor rural. 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS Após levantamento bibliográfico, observou-se uma crescente em relação às fontes alternativas e renováveis na distribuição energética total, com especial destaque para a energia solar, eólica, hidráulica e biomassa. Contudo, há de se destacar que a principal matriz energética do país é obtida por meio das hidroelétricas, estendendo, portanto, a distribuição destas também para o meio rural. Contudo, o foco deste estudo, para além de observar as peculiaridades do pequeno produtor rural, é também o de encontrar uma matriz que seja capaz de prover uma energia de qualidade, com as características preconizadas pelo ODS-7. Assim, apesar da existência de outras matrizes renováveis e com maior adesão e consolidação no mercado, o biodigestor é considerado uma matriz limpa e eficiente que merece destaque, dada sua possibilidade em disponibilizar 146 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) energia elétrica e maximizar os insumos que poderiam ser descartados, reutilizando, inclusive, os dejetos orgânicos animais. Ainda que esta matriz apresente maior custo para implementação quando comparado às outras matrizes, a energia obtida por biomassa e biodigestor proporcionam melhor reuso dos insumos, tornando esta matriz a que melhor se adequa à ODS7 em relação ao pequeno produtor rural. Não obstante, observou-se durante a elaboração deste trabalho a necessidade de melhores políticas públicas de informação tanto sobre a existência destas tecnologias ao pequeno produtor, bem como de incentivo à divulgação, em arenas nos quais os produtores possam conhecer experiências compartilhadas, seja por meio de cooperativas, dias de campo ou até mesmo iniciativas das Universidades, por meio de projetos de extensão. O conhecimento sobre a existência destas tecnologias são ainda mais facilitados, uma vez que, as fontes de financiamento destinadas à produção rural (inclusive com taxas de juros com subsídio do governo) já existem. Porém, são pouco exploradas para adoção de novas matrizes energéticas. Outrossim, é condição indispensável o treinamento e informação por parte dos colaboradores das agências bancárias sobre a existências das linhas de crédito direcionadas ao produtor rural, compreendendo que estes são os intermediários responsáveis por conectar formas de viabilização financeira junto aos produtores. O presente artigo reitera, por fim, a existência de créditos destinados ao pequeno produtor rural, inclusive os que possibilitam financiamentos de longo prazo para investimentos em tecnologias, inclusive de biodigestores. Apesar do custo total ainda elevado para a implementação desta matriz, observa-se um payback favorável não somente ao pequeno produtor, mas também ao meio ambiente, com alta consonância com os objetivos propostos pela ODS. Por consequência, o presente estudo compreende como necessário a disseminação da informação quanto à existência destas tecnologias, bem como das linhas de créditos dirigidas para o desenvolvimento do agronegócio, algo que perpassa, obrigatoriamente, pelo devido treinamento dos stakeholders e o consequente conhecimento da existências destes programas por parte dos 147 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO pequenos produtores, ações estas cruciais para que matrizes de energia limpa e renováveis sejam uma realidade mais frequente no agronegócio brasileiro. REFERÊNCIAS ALVES, J. E. D. Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): boa intenção, grande ilusão. Ecodebate, 2015. ALVES, S. M.; MELO, C.F.M.; WISNIEWISKI, A. Biogás: uma alternativa de energia no meio rural. Belém, EMBRAPA/CPATU, 1980. ANDION, C.; Análise de redes e desenvolvimento local sustentável. Rio de Janeiro, Revista de Administração Pública RAP, 37(5):1033-54, Set./Out. 2003. ANDRADE, M. A. N., RANZI, T. J. D., MUNIZ, R. 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E-mail: andressa.natel@unifenas.br 23 Prof. Dr. do Instituto Federal do Sul de Minas Gerais, Campus Machado. E-mail: fabio.corsini@ifsuldeminas.edu.br 24 Mestrando pela Universidade Federal de Minas Gerais, Campus Montes Claros. E-mail: eric.rmbh@gmail.com 25 Prof. Dr. da Universidade Federal de Minas Gerais, Campus Montes Claros. E-mail: diego2@ufmg.br 154 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) RESUMO Insetos constituem parte da alimentação natural de várias espécies de animais, como aves, suínos, peixes, cães e gatos, e são uma boa fonte de proteínas, gorduras, vitaminas, fibras e minerais para os animais. Dada a crescente demanda mundial por proteína animal e a veemente busca por recursos alimentares sustentáveis e que substituam parcial ou integralmente os ingredientes convencionalmente utilizados na nutrição animal, algumas espécies de insetos alimentícios têm se destacado. De modo geral, insetos se reproduzem e crescem com facilidade em cativeiro, podem se alimentar de resíduos orgânicos, têm baixa demanda por água e energia quando comparados a outras espécies de animais, e não exigem terras agricultáveis em sua produção. Os insetos podem ser fornecidos vivos, inteiros desidratados ou em forma de farinha, dependendo do nível tecnológico da produção e dos objetivos do fornecimento na alimentação animal. Nos últimos anos, diversos estudos científicos têm demonstrado o imenso potencial do uso de insetos e seus produtos na alimentação animal. Desse modo, a entomocultura, ou seja, a produção de insetos em cativeiro, tem se firmado como uma nova cultura zootécnica, atraindo a atenção de acadêmicos e empreendedores ao redor do mundo. Nesse capítulo será discutida a importância dos insetos como fonte de alimento sustentável, as principais espécies de insetos alimentícios utilizadas, os efeitos da inclusão de insetos na alimentação de animais não-ruminantes, bem como o panorama regulatório mundial dessa nova e disruptiva fonte de alimentação animal. PALAVRAS-CHAVE: Alimento alternativo. Insetos alimentícios. Proteína animal. Sustentabilidade. 155 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 1 INTRODUÇÃO Com uma população em crescimento, estimada em 9,7 bilhões de habitantes até 2050, o aumento na produção de alimentos e rações resultará em uma pressão ainda maior sobre o meio ambiente. Os sistemas de produção atuais incorrerão em escassez de recursos naturais (terras cultiváveis, água, florestas, recursos pesqueiros e de biodiversidade), além de nutrientes e fontes não renováveis energia. Estratégias emergentes para contrastar essa tendência e soluções viáveis são discutidas em todo o mundo. A sustentabilidade dos sistemas de produção e processamento de alimentos baseados em baixas emissões de gases de efeito estufa, uso eficiente de matérias-primas e minimização de resíduos tornou-se uma prioridade. A indústria global de carne tem sido questionada por ser responsável por pelo menos 20% das emissões de gases de efeito estufa (GEE) pelo homem e, em geral, é uma prática insustentável. Vinte e seis por cento das terras sem gelo do planeta são usadas para pastagem de gado e 33% das terras cultivadas são usadas para produção de ração animal. A alimentação dos animais de produção é um ponto crucial a ser trabalhado dentro da sustentabilidade, já que representa de 40 a 70% dos custos de produção e contribui significativamente com a pegada de carbono da carne convencional. A conclusão inevitável é que essas opções de proteínas são uma das maneiras menos ecológicas de se obter nutrientes. Neste cenário, onde se projeta uma ameaçadora crise global, os "insetos comestíveis" (IC) podem ser um ingrediente essencial para atravessá- la, criando fontes alternativas de alimentos. Insetos podem ser cultivados em terras não agricultáveis possibilitando a produção de alimento em áreas improdutivas. Além disso, demandam pouca energia e água para sua produção, comparados a outras proteínas de origem animal, não competem por recursos alimentares com humanos e são capazes de eficientemente transformar resíduos orgânicos de baixa qualidade em biomassa de alto valor nutricional. Existem mais de 1900 espécies de insetos com potencial para utilização na alimentação animal e humana, que representam uma ampla possibilidade para mitigar a fome e questões ambientais relacionadas às atividades intensivas tradicionais. Nos últimos anos, 156 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) os insetos foram reconhecidos como uma importante fonte de matérias-primas sustentáveis para a alimentação animal e como são consumidos naturalmente por muitas espécies incluindo peixes, aves e suínos, podemos assumir que estes animais estão evolutivamente adaptados a utilizá-los como alimento. Embora os níveis de nutrientes variem de acordo com a espécie, os IC’s geralmente apresentam alto teor de proteína, gordura, vitaminas, fibras e minerais. Assim, as fontes de insetos poderiam ser alternativas, principalmente, para a diminuição do uso de farinha/óleo de peixe e soja, ingredientes pouco sustentáveisdas rações. Antes de incorporar qualquer espécie de inseto em uma dieta, é necessário determinar a composição exata do inseto, que varia de acordo com o táxon, seu estágio de vida específico, condições de criação e dieta e compará-la com os requisitos da espécie de interesse. Uma ração balanceada resultará em um melhor desempenho e higidez dos animais, independente da espécie. Vale ressaltar também que algumas espécies de insetos, além de serem ótima fonte de nutrientes, possuem compostos antimicrobianos, de importância para melhoria da resposta imune dos animais e até mesmo aumento da vida de prateleira de rações com contém farinha de insetos. Os insetos têm ciclos curtos de reprodução e exibem uma taxa de crescimento notavelmente elevada que reflete uma eficiência muito alta na conversão de alimento em biomassa corporal. O uso de terra, necessário para a produção de insetos, é mínimo e otimizado por sua capacidade de converter resíduos orgânicos em biomassa de alto valor agregado. Os insetos são uma fonte de alimento ambientalmente sustentável, com uma pegada de carbono significativamente menor em comparação à produção de outras fontes de proteína. A quantidade de alimento necessária para obter 1 kg de carne, ou, equivalentemente, um aumento de peso de 1 kg, depende significativamente da espécie e do sistema de produção adotado. Por serem heterotérmicos, os insetos convertem seus alimentos em energia com muito mais eficiência. Estima-se que são necessários 2,5 kg de ração para frangos, 5 kg para suínos e até 10 kg para bovinos e apenas 1,7 kg para os grilos ganharem 1 kg de peso. 157 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO A maioria das espécies de IC criadas comercialmente, como tenébrio comum (Tenebrio molitor), o tenébiro gigante (Zophobas morio), grilo doméstico (Acheta domesticus), o grilo preto (Grillus assimilis), a mosca-soldado negra (Hermetia illucens) e o gafanhoto (Locusta migratoria), são mais sustentáveis em termos de emissões diretas de GEE e de produção de amônia quando comparados a outras espécies animais. A emissão de GEE em equivalentes de CO2 por quilograma de ganho de massa, as emissões das espécies de IC já estudadas são, no geral, muito menores do que para suínos e aves e apenas 1% da emissão gerada por ruminantes. Mesmo quando comparados com a soja, o uso de terra necessário para a produção deste ingrediente, faz com que ele tenha uma maior pegada de GEE que os insetos. Os níveis de emissão de NH3 também são inferiores aos da pecuária convencional e o ganho médio de peso/dia é maior, indicando que os insetos poderiam servir como uma alternativa mais ambientalmente amigável para a produção de proteína animal da perspectiva das emissões de GEE e NH3. Além disso, os insetos têm um maior rendimento, com um maior peso comestível após processamento, gerando menos resíduos. Os sistemas de produção devem se adequar ao ambiente circundante, levando em devida conta a limitação de seus recursos, de forma resiliente e inovadora. É certo que a eficiência de conversão alimentar, a pegada ambiental notavelmente vantajosa, combinados ao valor nutricional dos insetos os tornam um alimento sustentável para a nutrição animal. Assim, a produção de insetos pode contribuir significativamente para o desenvolvimento das sociedades que virão, preenchendo a atual lacuna da produção animal. O caminho para uma economia moderna em resposta à grande demanda e às questões ambientais deve estender a pecuária intensiva aos insetos e considerá-los na alimentação animal. 158 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 2 ESPÉCIES DE INSETOS COMESTÍVEIS O uso de IC na alimentação de animais de produção é uma área da ciência relativamente incipiente quando comparada a própria área da ciência que trata da produção desses animais. Devido ao crescente número de trabalhos desenvolvidos na área muitos resultados promissores têm sido observados. Do ponto de vista mercadológico a atual produção de IC ainda está muito aquém de suprir a demanda de proteína animal. No entanto, já é possível usufruir de benefícios dos IC através da incorporação como suplementos em etapas específicas do processo produtivo. Cabe apenas que o pesquisador/produtor observe adequadamente as questões pontuais ou individuais de cada localidade, situação e/ou setor produtivo. Dentre as espécies de IC, 80% pertencem as ordens Coleoptera (besouros), Hymenoptera (formigas, abelhas), Orthoptera (gafanhotos e grilos) e Lepidoptera (lagartas), enquanto os demais 20% compreendem as ordens Hemiptera (cigarras, pulgões), Isoptera (cupins), Diptera (moscas) entre outras (LAVALETTE, 2013). Poucas dessas ordens, no entanto, estão sendo amplamente pesquisadas, devido algumas peculiaridades de certas espécies, que as tornam mais promissoras que outras, para a atual utilização de IC na nutrição animal. Embora existam milhares de espécies de insetos alimentícios catalogadas ao redor do mundo, poucas são as comercialmente produzidas em cativeiro para fins de alimentação animal, tais como grilos, besouros, baratas e moscas. Lepidoptera, Coleoptera e Diptera são mais comumente consumidas na fase larval, enquanto as demais são geralmente consumidas na fase adulta (YI et al., 2013). A priori, a fase adulta apresenta mais praticidade em sua colheita enquanto a fase larval pode apresentar melhor perfil nutricional. Entre as fases larval e adulta, para algumas espécies, há ainda as fases de pré-pupa e pupa, a exemplo da mosca-soldado negra, que na fase de pré-pupa, apresenta duas vantagens, menor risco de patogenicidade, por esvaziar seu trato digestivo e, por possuir um comportamento de migração, que foi adaptado para sua auto- colheita em sistemas de escala industrial (DANIELI et al., 2019). 159 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 3 USO DE INSETOS NA AQUICULTURA As principais fontes de proteína e lipídios utilizadas nas rações para organismos aquáticos provém da soja e de peixes. As alternativas mais estudadas para estes ingredientes são algas, microalgas, bactérias, subprodutos de animais e insetos (LOCK et al., 2018). Um grande número de espécies de insetos pode ser considerado como fonte de proteínas e lipídios para os peixes e outros organismos aquáticos, já que fazem parte da dieta natural destes. Porém, os insetos que vêm sendo estudados para aquicultura representam espécies que podem ser produzidas em larga escala, como o Tenebrio molitor, Hermetia illucens e Musca domestica (SOGARI et al., 2019). Os resultados dos estudos existentes diferem, dependendo do organismo aquático, níveis e tipos de inclusão do inseto e formulação da ração. Em um levantamento realizado por Vasconcelos (2019) foi constatado que dietas contendo níveis de até 25% de substituição da farinha de peixe podem sem utilizadas sem afetar negativamente o desempenho em crescimento, eficiência alimentar, composição muscular dos peixes e coeficiente de digestibilidade da proteína e extrato etéreo (EE). Dietas contendo níveis de substituição da farinha de peixe em até 50% não causaram efeitos adversos na histologia, resposta imunológica, parâmetros hematológicos e enzimas do estresse oxidativo. É importante ressaltar que os parâmetros são influenciados pela espécie de inseto, fase de desenvolvimento ou substrato de criação, tipo de processamento, conteúdo de quitina e a espécie de organismo aquático testada. Sabe-se que, mais importante que as quantidades totais de nutrientes presentes em um alimento para peixes, saber o quanto esses alimentos são digeridos e utilizados metabolicamente pelos animais é de suma importância. Fontes et al. (2019) avaliaram o valor nutricional e o coeficiente de digestibilidade aparente dos nutrientes e energia de cinco espécies de insetos para alevinos de tilápia do Nilo. Os peixes foram alimentadoscom dietas contendo farinha de barata cinérea (Nauphoeta cinerea), farinha de larva de tenébrio gigante (Zophobas morio), farinha de larva de tenébrio comum (Tenebrio molitor), farinha de barata de Madagascar (Gromphadorhina 160 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) portentosa) e farinha de grilo (Gryllus assimilis). De modo geral, todas as espécies de insetos avaliadas apresentaram potencial para serem utilizadas como alimento alternativo para alevinos de tilápia do Nilo. No entanto, a farinha de larvas de tenébrio comum apresentou o melhor coeficiente de digestibilidade aparente dos nutrientes dentre as espécies insetos estudadas. O perfil de aminoácidos da maioria dos insetos mostra boa correlação com as exigências nutricionais dos peixes e camarões, embora em alguns casos haja necessidade de suplementação de metionina e lisina (HENRY et al., 2015; PANINI et al., 2017; MASTORAKI et al., 2020). O alto teor e o perfil de lipídios das larvas de insetos podem afetar negativamente o desempenho e o perfil de ácidos graxos da carne dos peixes. St-Hilaire et al. (2007) investigaram o uso de pré-pupa de H. illucens com gordura total na substituição parcial de farinha e óleo de peixe na dieta de truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss). A farinha foi incluída em dois níveis (15% e 30%), levando a uma substituição de farinha de peixe de 25% e 50% e a uma substituição de óleo de peixe 36% e 72%, respectivamente. Não foram relatadas diferenças significativas no desempenho dos peixes no nível mais baixo de inclusão, levando a uma diminuição representativa no uso de farinha e óleo de peixe na alimentação das trutas. Os principais insetos utilizados na aquicultura apresentam majoritariamente ácidos graxos saturados (especialmente ácido láurico) e ácidos graxos monoinsaturados. Os ácidos graxos poli-insaturados (PUFA) ômega-3 (n-3), especialmente EPA (C20: 5) e DHA (C22: 6), são essenciais para o crescimento e a reprodução ideais em peixes e camarões (TOCHER, 2015). É possível incorporar ácidos graxos n-3 da dieta na gordura larval, mas quando as larvas ganham peso, a porcentagem desses ácidos graxos diminui. Assim, o potencial para substituição ao óleo de peixe parece pequeno, mas é uma alternativa aos óleos vegetais (EWALD et al., 2020). O uso das farinhas desengorduradas permite o maior controle dos ácidos graxos da dieta, porém aumenta os custos do processamento. Os resultados sugerem que a farinha de larva de H. illucens parcialmente desengordurada é uma fonte alternativa de proteína válida e pode substituir até 50% da farinha de peixe na alimentação da truta arco-íris (40% de inclusão na dieta) sem prejudicar os índices organossomáticos nem o rendimento dos filés. No entanto, aumentou o EE e diminuiu a quantidade de ácidos graxos poli-insaturados no filé, este efeito não 161 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO foi observado quando o nível de substituição foi de 25% (20% de inclusão). Os autores sugerem uma alimentação estratégica rica em PUFA na fase pré-abate para contornar este problema (RENNA et al., 2017). Tubin et al. (2020) verificaram que é possível incluir 10% de farinha de T. molitor em dietas para juvenis de tilápia criados em sistemas de bioflocos sem prejuízo no desempenho zootécnico, composição da carcaça, índices somáticos e hematológicos. Níveis acima de 10% precisam ser cuidadosamente avaliados, pois podem impactar a sobrevivência e comprometer a qualidade nutricional da carcaça. Lira (2015), avaliou a farinha de larvas de T. molitor na alimentação de juvenis de tambaqui (Colossoma macropomum). As variáveis do desempenho produtivo (Ganho de Peso, Ganho de Peso Diário, Conversão Alimentar Aparente, Taxa de Crescimento Específico, Taxa de Crescimento Relativo, Taxa de Eficiência Proteica, Índice Hepato-somático, Índice Víscero-somático, Fator de Condição e Taxa de Sobrevivência) não diferiram estatisticamente entre os tratamentos, quando incluídos níveis crescentes (10, 20 e 30%) de farinha de T. molitor em relação à ração controle. Os níveis de inclusão não afetaram os indicadores de crescimento dos peixes, nas condições experimentais do estudo. Zarantoniello et al. (2020) avaliaram a biomassa H. illucens em zebrafish (Danio rerio), um importante modelo para organismos aquáticos. Os resultados mostraram que a substituição de 50% da farinha de peixe pela farinha de inseto representou o melhor resultado, quando considerada a sustentabilidade dos ingredientes e o crescimento e bem-estar adequado dos peixes. Peixes alimentados com maiores inclusões (75 e 100%) apresentaram um grau severo de esteatose hepática, modificação de microbiota, maior conteúdo lipídico, modificação do perfil de ácidos graxos e maior expressão de marcadores de estresse e de resposta imune. A substituição da farinha de peixe pela inclusão de 15% de farinha de H. illucens e T. molitor não afetou o crescimento, a taxa de sobrevivência ou a altura das vilosidades do esturjão siberiano (Acipenser baerii). A inclusão de H. illucens na dieta parece favorecer positivamente a composição da microbiota intestinal e a morfologia intestinal sem alterações negativas na altura das vilosidades (JÓZEFIAK et al., 2019). 162 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Como os insetos são ricos em quitina, sua utilização em rações tem sido associada a efeitos prébióticos, aumentando bactérias comensais benéficas, como Pseudomonas sp. e Lactobacillus sp., que por sua vez, melhoram o desempenho e a saúde em alguns peixes (BRUNI et al., 2018). A modificação na microbiota pode alterar a atividade enzimática intestinal, aumentando a proliferação de bactérias produtoras de lipases e quitinases (HUYBEN et al., 2019). Apesar disso, os efeitos benéficos da quitina dependem da espécie, o bacalhau do Atlântico (Gadus morhua) e várias espécies de ciprinídeos demonstraram taxas de crescimento aumentadas em dietas com níveis variáveis de quitina, enquanto os híbridos de tilápia (O. niloticus × O. aureus) e a truta arco-íris têm taxas de crescimento diminuídas (PERRY et al., 2020). A substituição total da farinha de peixe pela farinha de H. illucens não comprometeu a saúde intestinal do salmão do Atlântico (Salmo salar) (LI et al., 2016). Mastoraki et al. (2020), utilizaram farinha de T. molitor, H. illucens e M. domestica (7,8%) na alimentação de camarões do báltico (Palaemon adspersus), em dietas à base de farinha de peixes e farinha de soja. A inclusão de H. illucens nas dietas de farinha de peixe resultou em um maior desempenho e maior taxa de sobrevivência. O desempenho não foi afetado pela inclusão de insetos nas dietas à base de farinha de soja, mas a sobrevivência foi maior nas dietas de inclusão de tenébrio e H. illucens. Os autores concluíram que as combinações de farinha de peixe- H. illucens e farinha de soja- T. molitor podem ser usadas para a criação de camarão do Báltico. Ainda, foi observado um aumento da atividade da glutationa redutase nos camarões alimentados farinha soja- H. illucens, aumentando a atividade antioxidante. A qualidade nutricional da parte comestível dos camarões não foi afetada pela inclusão de farinha de insetos nas dietas experimentais e foi semelhante ou superior aos valores encontrados nas populações selvagens de P. adspersus. Motte et al. (2019), formularam rações isoproteicas e isoenergéticas com farinha de larva de T. molitor para camarão branco do pacífico (Litopenaeus vannamei). A ração com insetos melhorou o desempenho de crescimento e conversão alimentar dos camarões (50% da substituição da farinha de peixe). Além disso, os camarões alimentados com ração a base de inseto tiveram taxas de sobrevivência maiores quando desafiados a bactérias patogênicas (Vibrio 163 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO parahaemolyticus), reduzindo a imunossupressão. Os autoresconcluíram que a ração com adição de T. molitor é uma alternativa adequada à farinha de peixe na produção comercial de camarão devido ao alto valor proteico e à presença de quitina/outras substâncias bioativas que auxiliam no combate a infecção por patógenos. A farinha de barata cinérea (Nauphoeta cinérea) foi testada na alimentação de rãs-touro (Lithobates catesbeianus). Não houve diferença significativa para peso final, consumo de ração e comprimento de vilosidade intestinal com a inclusão da farinha. O ganho de peso médio foi maior nos tratamentos com inclusão de 12,5 e 25%, concluindo-se que a inclusão de farinha de inseto na dieta de rã-touro é uma alternativa de ingrediente proteico promissor para a ranicultura (FERREIRA, 2020). Por fim, um estudo de Maiolo et al. (2020) analisou algumas alternativas para a farinha de peixe na ração: biomassa de algas, farinha de larva de H. illucens e farinha de subprodutos de frango. Os efeitos ambientais foram avaliados considerando cinco impactos: aquecimento global (kg CO2 eq.), acidificação (kg SO2 eq.), eutrofização (kg PO4-3 eq.), uso cumulativo de energia (MJ) e uso de água (m3 m− 2 meses− 1) como variáveis. Avaliando o ciclo de vida como indicador de sustentabilidade, o ranking baseado em desempenho indicou os cenários de subprodutos de frango e farinha de inseto como as opções mais sustentáveis. 4 O USO DE INSETOS NA ALIMENTAÇÃO DE AVES Os IC’S podem ser fornecidos em forma de farinha, inteiros, desidratados ou até mesmo vivos, sendo esse último relativamente comum em produção de aves caipiras ou semiconfinadas por exemplo, para diminuir a bicagem de penas, melhorar o bem-estar animal ou diminuir o estresse ambiental nesse setor (ODDON et al., 2019; VELDKAMP; VAN NIEKERK, 2019). Os insetos constituem boa fonte de aminoácidos para aves. De Marco (2015) observou um coeficiente de digestibilidade ileal aparente (CDIA) para a metionina de 0.80 nas farinhas de mosca soldado negra e Tenebrio molitor. Vale 164 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) ressaltar que essas espécies apresentam quantidade de metionina maior que as proteínas de origem vegetal usadas comumente na avicultura (BARROSO et al., 2014). Al-Qazzaz et al., (2016) obtiveram melhora significativa na aparência, textura e sabor dos ovos de codornas com a inclusão de mosca-soldado negra na dieta das aves. A inclusão de 25% e 50%, quando comparadas à dieta controle, também melhoraram a qualidade dos ovos, mais especificamente com ovos de maior massa, melhor aparência, textura e sabor. As pré-pupas de mosca-soldado negra também foram consideradas altamente palatáveis para codornas, que apresentaram maior preferência pela farinha de inseto quando comparada a ração a base de trigo e soja fornecida ad libidum (RUHNKE et al., 2017). A inclusão de mosca-soldado negra também teve efeito sobre a modulação da micrbiota intestinal e seus respectivos metabólitos em codornas de postura (BORRELLI et al., 2017), além de afetar positivamente os produtos da fermentação microbiana, tais como o ácido butírico, propiônico e acético, regulando a mucosa intestinal e melhorando o metabolismo sistêmico (PTAK et al., 2015). Ademais, esses produtos, como o butirato por exemplo, podem apresentar efeitos inibidores de virulências e patogenicidades bacterianas (POLANSKY et al., 2016). Outro elemento a favor da utilização da pré-pupa de mosca-soldado negra na avicultura é sua riqueza de ácido láurico (C12:0), de melhor e mais rápida absorção que ácidos graxos de cadeia longa, além de efeitos nutracêuticos (SALOMONE et al., 2017; SPRANGHERS et al., 2017). Também foram observados efeitos prebióticos na microbiota (DEVI et al., 2014) e efeitos antibióticos sobre bactérias causadoras de doenças gastrointestinais, devido a dominância de bactérias gram-positivas no início do intestino delgado (SKŘIVANOVÁ et al., 2006). Schiavone et al., (2019) encontraram melhora no peso final de carcaça em frangos de corte alimentados com 10% de substituição de soja por mosca-soldado negra. A inclusão de farinha de grilo doméstico na dieta de codornas foi capaz de satisfazer as exigências nutricionais para essa espécie, especialmente para aminoácidos, com forte influência positiva no sistema imune (ABBASI et al., 2014). Com codornas mais saudáveis também há melhoras em índices de produtividade (PERMATAHATI et al., 2019). 165 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO A substituição total de farinha de peixe por farinha de grilo doméstico na dieta de codornas de postura aumentou a produção e qualidade dos ovos (peso total, peso da clara e textura da casca) apesar de afinar um pouco a espessura da casca (PERMATAHATI et al., 2019). A espessura da casca do ovo depende diretamente do peso e tamanho final deles (DUMAN et al., 2016). Jayanegara et al. (2017) utilizaram farinha de grilo doméstico com 6.59% de lisina e 1.88% de metionina, o que melhorou significantemente novos parâmetros de ovos avaliados, como a coloração da gema, também de interesse mercadológico. Resultado explicado pelos autores devido às altas concentrações de xantofilas disponíveis nessa dieta, uma das principais divisões do grupo dos carotenoides (WIRYAWAN et al., 2016). O Tenebrio molitor também é uma espécie de IC com grande potencial de uso na alimentação de aves. O óleo desse inseto pode substituir totalmente o óleo de soja na nutrição de frangos de corte adultos, sem efeitos adversos em digestibilidade ou performance (KIERONCZYK et al., 2018a). Em estudo prévio, Bovera et al. (2016) identificaram um aumento significativo no comprimento intestinal de codornas de postura jovens alimentadas com esse inseto, mas não na forma de óleo. Frangos de corte apresentaram preferência por farinha de tenébrio comparado aos ingredientes convencionais (milho e soja) e melhoraram a eficiência alimentar, de acordo com Nascimento Filho et al. (2020). O CDIA de 17 aminoácidos testados por Valencia (2009), foi maior para Tenebrio molitor que para a mosca-soldado negra. O CDIA do Tenebrio molitor para todos os aminoácidos essenciais foi maior que 0.80, enquanto alguns não essenciais apresentaram valores superiores aos da soja ou outras fontes proteicas analisadas. Já a energia metabolizável aparente (EMA) foi relativamente igual, tanto para Tenebrio molitor quanto para a mosca-soldado negra em frangos de corte, sendo superiores aos alimentos convencionais da avicultura (SAUVANT et al., 2004). Bovera et al. (2015) observou melhora no desempenho produtivo de frangos de corte quando alimentados com Tenebrio molitor. Resultados semelhantes foram encontrados por Loponte et al. (2017). Esses autores também obtiveram melhora no peso final, ganho de peso e consumo de ração. Também foi observado efeito positivo no perfil de ácidos graxos da carne do 166 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) peito das aves alimentadas com Tenebrio molitor. Biasato et al. (2017) substituíram o milho e soja por Tenebrio molitor em dietas de frangos de corte e obtiveram também maior rendimento de carcaça. Em síntese, o uso de insetos na alimentação de aves é promissor do ponto de vista nutricional e ambiental. Cabe aos atores da cadeia produtiva envidarem esforços para que haja quantidade e qualidade de insetos disponíveis para uso na nutrição avícola a preços competitivos com outras commodities no mercado. 5 INSETOS NA ALIMENTAÇÃO DE SUÍNOS O uso de IC como fonte de proteína animal na alimentação de suínos é, também, considerado uma abordagem promissora e sustentável (ALLEGRETTI et al., 2018; MATISSE et al., 2016), nutricionalmente favorável, ricos em proteína, com adequado perfil de aminoácidos e lipídios (MAKKAR, 2018), apresentam compostos ativos, como peptídeos antimicrobianos e quitina (GASCO; FINKE; VAN HUIS, 2018) e, além disso,podem ser usados na bioconversão de resíduos, constituindo uma nova abordagem de economia circular sustentável (MENEGUZ et al., 2018). No entanto, ainda são poucos os estudos que avaliaram o uso de insetos na alimentação de suínos (CROSBIE et al., 2020). Na literatura podemos encontrar estudos sobre desempenhos, digestibilidade e saúde intestinal de suínos alimentados com dietas com inclusão de Bombyx mori (ZHANG; ZHOU , 2002), Tenebrio molitor (CHEN et al., 2012; JI et al., 2016; JIN et al., 2016), Musca domestica (JI et al., 2016; TAN et al., 2020) e Hermetia illucens (NEWTON et al., 1977; VIROJE- WANASITHCHAIWAT, 1989; DRIEMEYER, 2016; VELTEN et al., 2017; SPRANGHERS et al., 2018; ALTMANN et al., 2019; BIASATO et al., 2019; CHIA et al., 2019; CROSBIE et al., 2020, TAN et al., 2020). O uso de H. illucens na dieta de suínos recebeu uma atenção especial nos últimos anos, embora não seja um conceito inteiramente novo. A mais de quatro décadas, Newton et al. (1977) relataram que a adição de larvas de H. 167 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO illucens na dieta de suínos apresentou digestibilidade aparente semelhante à do PB do farelo de soja e, atualmente, Crosbie et al. (2020) sugerem que farinha de larva de H. illucens pode ser alternativa proteica adequada para inclusão em dietas suínas, pois apresenta lisina ileal digestível padronizada (LIDP) alta para a maioria dos aminoácidos (AA), apesar de fornecer, em geral, menos proteína digestível que o farelo de soja. Em suíno o requerimento de proteína na dieta está relacionado às necessidades de LIDP (Stein et al., 2001) com proporções de outros aminoácidos essenciais em relação à lisina (NRC, 2012). No estudo de Crosbie et al. (2020) foi demonstrado que farinhas de larva de H. illucens (36,5% desengordurada e 50% engordurada) são fontes razoáveis de Lisina digestível para suínos em crescimento, com digestibilidade ileal padronizada de lisina (média 88%) tão alta quanto para farelo de soja (LIDP 89%; NRC, 2012), e maior que de fonte de proteínas tradicionais de origem animal, como farinha de sangue (LIDP de 84%; KERR et al., 2019) e farinha de peixe (LIDP de 86%; NRC, 2012). TAN et al. (2020), usaram a digestibilidade ileal padronizada para determinar a disponibilidade de AA nas dietas de suínos contendo farinha de M. domestica e H. illucens como única fonte de nitrogênio, observaram que a farinha de M. domestica apresentou coeficiente de digestibilidade ileal padronizada (CDIP) de todos os AA superior, variando de 0,870 a 1,608, comparado aos da farinha de H. illucens, que variaram de 0,767 a 1.177. A maior digestibilidade ileal de AA da farinha de M. domestica pode ser devido ao maior conteúdo de PB (53% vs 43%, farinha de M. domestica e H. illucens, respectivamente) (TAN et al., 2020). Além disso, diferentes concentrações de quitina em farinha de inseto também podem ter influência na digestibilidade do AA nas dietas (MARONO et al., 2015). Biasato et al. (2019) observaram que leitões aceitaram prontamente as dietas com inclusão de 0, 5 e 10% de farinha de H. illucens em substituição a 0, 30 e 60% do farelo de soja, não sendo observado efeitos sobre a digestibilidade da dieta, nem ganho de peso dos animais, indicando a inclusão de 10% de farinha de H. illucens para leitões pós desmama. Da mesma forma, Spranghers et al. (2018) não constatou efeito na digestibilidade dos nutrientes e desempenho de leitões desmamados alimentados com dietas incluindo farinha de larva de H. illucens engordurada (4% e 8%) e desengordurada (5,4%). Na 168 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) substituição gradual (0, 25, 75 e 100%) de farinha de peixe por farinha de larva de H. illucens engordurada Chia et al. (2019) concluíram que é possível uma substituição completa entre as fontes de proteína, sem efeitos adversos sobre o desempenho e características sanguíneas de suínos em crescimento. Zhang e Zhou (2002) apresentaram evidências de que a inclusão de Bombyx mori na dieta de suínos em crescimento aumentou o ganho de peso em 23,6% e diminuiu o período de acabamento. Suínos alimentados com M. domestica (JI et al., 2016) não apresentaram diferença no desempenho e na digestibilidade ileal aparente de aminoácidos, exceto para metionina. A inclusão de níveis crescente de T. molitor (0%; 1,5%; 3,0%; 4,5% e 6,0%), em substituição ao farelo de soja e óleo de soja na dieta de suínos pós-desmama, possibilitou um aumento linear da digestibilidade da matéria seca (MS) e da PB, o que resultou em melhora no desempenho sem qualquer efeito na resposta imune (JIN et al., 2016) corroborando os estudos de Chen et al (2012), que também observaram um aumento linear no peso final e ganho de peso de leitões desmamados com inclusão de até 6% de farinha de T. molitor. Os resultados heterogêneos de desempenho podem estar relacionados ao valor nutritivo da farinha de inseto, que pode ser influenciada pelas espécies, pelo estágio de vida do inseto (adulto, larva ou pupa) e pelo substrato de criação de insetos (SÁNCHEZ-MUROS et al., 2015). De acordo com Jin et al. (2016), o aumento linear na ingestão diária de suínos com a inclusão crescente de farinha de larvas de T. molitor pode ser atribuído a melhor palatabilidade relacionada a inclusão de T. molitor. Newton et al. (1977) relataram que leitões não apresentaram diferença no consumo diário de dietas com farinha de larva H. illucens (33%, 169g/dia) comparado a dieta com farelo de soja (25,5%, 175 g/dia), concluindo que as dietas compostas com farinha de H. illucens são palatáveis. Altmann et al. (2019) avaliaram a substituição o farelo de soja das dietas de suínos em crescimento e terminação por 50, 75 e 100% de farinha de H. illucens (parcialmente desengordurada; 61% de PB e 14% de lipídios) e não observaram efeito negativo na qualidade da carne. Para os parâmetros sensoriais os mesmos autores constataram aumento na suculência da carne de animais alimentados com proteína de inseto, o que pode afetar positivamente a preferência do consumidor por esses produtos (AASLYNG et al., 2007). A carne 169 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO dos suínos alimentados com farinha de larva de H. illucens apresentaram níveis significativamente mais altos de ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) e cinco vezes mais ácido láurico que a carne dos animais controle (ALTMANN et al., 2019). O nível nutricional (quantidade e qualidade da dieta) é um dos fatores que podem afetar a fisiologia dos animais, incluindo parâmetros sanguíneos (AJAO et al., 2013). Driemeyer (2016) e Jin et al. (2016) não observaram diferença nas concentrações de IgG, IgA e IgM em leitões alimentados com 3,5% de farinha de H. illucens e 6% de farinha de larva de T. mollitor, respectivamente. Todos os parâmetros hematoquímicos registrados para leitões, alimentados com 30 e 60% de farinha de larva de H. illucens parcialmente desengorduradas, no estudo de Biasato et al. (2019), estiveram dentro dos intervalos de referência fisiológicos relatados para suínos (FRIENDSHIP et al., 1984), sugerindo que a utilização de dietas com insetos não influenciou negativamente o estado de saúde dos animais. Em aves e suínos de corte, peptídeos antimicrobianos melhoram o desempenho, a digestibilidade dos nutrientes e a saúde intestinal, alteram positivamente a microbiota intestinal e a função imunológica (WANG et al., 2016), com baixo risco de resistência bacteriana (CHERNYSH et al., 2015). Os insetos possuem uma variedade de peptídeos antibacterianos induzíveis que são produzidos na presença de ataque ou infecção (SHEPPARD et al., 1994). Spranghers et al. (2018) relataram efeitos antimicrobianos intestinais em leitões desmamados alimentados com farinha de larva de H. illucens. Redução acentuada na diarreia de leitões entre 15 à 28 dias foi observado por Jin et al. (2016)quando os animais foram suplementados com 5% de farinha de T. molitor, M. domestica ou Zophobas morio. Os autores atribuem esses resultados ao efeito peptídico antimicrobiano das farinhas de insetos. A quitina é um prebiótico conhecido por modular a microbiota intestinal benéfica em animais (BORRELLI et al., 2017). O estudo de Xu et al. (2012) indicou que a quitosana, um derivado desacetilado da quitina, pode inibir a proliferação de E. coli no intestino e melhorar a microflora intestinal de suínos pós- desmama. Yuanqing et al. (2013) recomendou 500 mg / kg de quitosana como antibiótico substituto em suínos desmamados. Contudo, ainda há muito 170 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) trabalho a ser feito para chegar à produção de antimicrobianos a base de insetos em larga escala para aplicação na pecuária (JÓZEFIAK; ENGBERG, 2017). No momento, o uso de insetos na alimentação animal enfrenta um desafio econômico, pois a inclusão da farinha de inseto como fonte de proteína na dieta de suínos é inviável em termos de custo, devido à falta de infraestrutura para suportar a produção. De acordo com Crosbie et al. (2020) a farinha de H. illucens desengordurada, em uma base por kg, teria que ser aproximadamente metade do preço do farelo de soja para fornecer LIDP pelo mesmo custo, em relação a diferença relativa no fornecimento de LIDP entre ambas as fontes proteicas. Portanto, é mais apropriado explorar os benefícios funcionais dos insetos, até que a infraestrutura exista para produzir em maior escala. (BIASATO et al., 2019; CROSBIE et al., 2020). 6 INSETOS NA ALIMENTAÇÃO DE PET O Brasil é o terceiro maior país em população total de animais de estimação, são 55,1 milhões de cães, 40 milhões de aves canoras e ornamentais, 24,7 milhões de gatos, 19,4 milhões de peixes e mais 2,4 milhões de outros animais, como pequenos mamíferos e repteis (ABINPET, 2020). A crescente população de animais de estimação, tem estimulado pesquisas para fontes alternativas de proteína de alta qualidade e sustentáveis para a produção de ração (MCCUSKER et al., 2014; LERICHE et al., 2017a). Neste sentido, o uso de farinha de insetos tem elevado potencial para nutrição de cães e gatos. A farinha de insetos apresenta alta qualidade nutricional e pode substituir, com sucesso, ingredientes usados na produção de ração (como o farelo de soja e farinha de peixe). As espécies Tenebrio molitor, Hermetia illucens e Musca domestica são as principais espécies recomendadas para produção de ração comercial para peixes (ver sessão “Uso de insetos na aquicultura”). Na produção de ração para aves destacam-se as espécies H. illucens, Acheta domesticus e T. molitor (ver sessão “Espécies de insetos comestíveis e uso na avicultura”). Estudo direcionados para nutrição de cão e gato (KILBURN et al., 2020; LEI et al., 2019; KIEROŃCZYK et al., 2018b; LERICHE 171 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO et al., 2017ab; LISENKO, 2017; BOSCH et al., 2014, MCCUSKER et al., 2014) apontam o uso das espécies H. illucens, A. domesticus, T. molitor, Gryllodes sigillatus e Zophobas morio, em razão da alta digestibilidade de nitrogênio (N), maior composição de AA limitantes, presença de Taurina e efeito antioxidantes. Insetos são comumente consumidos por felinos selvagens em todo o mundo contribuindo com até 6% de sua dieta total (PLANTINGA et al., 2011). Gatos adultos apresentam um requerimento proteico mínimo de 16%, necessidade de ingestão de dez AA essenciais, arginina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina, além disso, apresentam necessidades diárias de taurina (NRC, 2006). De acordo com Morris et al. (1990), baixas concentrações de taurina no sangue ou no plasma de carnívoros estritos, têm sido diretamente relacionadas à degeneração retinal e cardiomiopatia, tornando a taurina um AA essencial para gatos (NRC, 2006). As concentrações mínimas de inclusão de taurina na dieta de felinos recomendadas vão de 0,1 a 0,20 % (MS) (AAFCO, 2013) e 0,2 a 0,25 % (MS) (FEDIAF, 2008). Os insetos são ótima fonte de taurina, no estudo de McCusker et al. (2014) os autores observaram uma variação de taurina de 0,19 mg/g de MS em larvas de H. illucens a 6,22 mg / g de MS em Chondracanthus spp. Finke (2002) relatou uma concentração de 1,4 mg/ g da MS de taurina em grilos A. domesticus adultos. Em relação aos dez AA essenciais, H. illucens e Chondracanthus spp, assim como os demais insetos avaliados por McCusker et al. (2014) excederam os requisitos mínimos preconizados para cães e gatos no NRC (2006). Há poucos estudos sobre a digestibilidade da proteína em felinos in vivo, Lisenko (2017) não observou diferença no coeficiente de digestibilidade na inclusão de 7,5% e 15% da farinha de barata de Madagascar Gromphadorhina portentosa (87,4%), barata cinérea Nauphoeta cinerea (88,2%) e tenébrio gigante Zophobas morio (88%) em substituição à uma dieta referência convencional (87,5%). Também não foram notadas diferenças na consistência das fezes, que permaneceram sólidas e consistentes, tampouco na microbiota fecal e em parâmetros sanguíneos. A autora conclui que a inclusão de até 15% de farinha de insetos na dieta de gatos adultos é segura. 172 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Leriche et al. (2017a) avaliaram a tolerância digestiva de gatos adultos alimentados com dieta seca contendo farinha de T. molitor como fonte de proteína. Os autores relataram que não houve mudança no escore fecal (sem desenvolvimento de diarreia), na quantidade e no odor fecal. A dieta foi considerada palatável por 74% dos tutores e, sobre a pelagem, 70% dos tutores relataram que permaneceu inalterada e 26% que a dieta a melhorou. Com relação aos cães, na Europa 12 alimentos secos para cães a base de insetos estão registrados, o primeiro foi lançado em 2015. Todos os 12 alimentos são classificados como hipoalergênicos e oito deles trazem em seu rótulo o selo de sustentabilidade (BEYNE, 2018), o que demonstra o avanço do uso de insetos na alimentação canina. Bosch et al (2014) simularam o processo digestivo canino para avaliar a digestibilidade da proteína e AA essenciais de larvas de M. domestica, T. molitor, Alphitobius diaperinus, Zophobas morio, H. illucens e insetos adultos de A. domesticus, Eublaberus distante, Blaberus craniifer e Blaptica dubia, comparando com alimentos de referência (farinha de carne, farinha de peixe e farelo de soja). Os autores concluíram que o teor de proteína bruta (70,6%) e o perfil de AA (todos acima do requerimento do NRC, 2006) era mais elevados em A. domesticus, igualando-se ao da farinha de peixe (71% PB), porém, com digestibilidade de N maior (91,7%) que a F. peixe (85,7%). Para alimentos extrusados com farinha de H. illucens parcialmente desengordurado (30% PB) ou T. molitor (30% PB), as digestibilidades aparentes da proteína foram 83,9 e 83,6% da ingestão em cães e 79,8 e 80,4% em gatos, respectivamente (VSP, 2017). Ao avaliar beagles alimentados com dieta contendo 0, 8, 16 e 24% de farinha de G. sigillatus em substituição a farinha de carne de frango, Kilburn et al. (2020) observaram uma redução na digestibilidade da matéria seca (média 85,9%), proteína (média 84,3%), lipídeos (média 95,5%) e fibra (média 50,4%) das dietas com farinha de inseto em comparação a dieta controle (88,9, 88,2, 96,4 e 57,5%, respectivamente), atribuindo a maior quantidade de fibra na farinha de inseto, proveniente da quitina (DUMAS et al., 2018). Contudo, a digestibilidade aparente da MS de todos os tratamentos neste estudo foi 173 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO superior 80%, o que é comparável aos alimentos industrializados para cães (CASTRILLO et al., 2001). Lei et al. (2019) estudaram a inclusão de 0%,1% e 2% de farinha de H. illucens na dieta de Beagle (19% PB)e observaram aumento da digestibilidade da MS (71,9, 74,5 e 75,2%, respectivamente) e do N (73,1, 77,1 e 78,5%, respectivamente), sem alterar a digestibilidade do EE (média 78,8%). O perfil lipídico no sangue dos beagles também não foi influenciado pela inclusão de farinha de H. illucens, indicando que não houve efeito prejudicial no metabolismo lipídico dos cães. Além disso, foi observado uma redução linear na concentração de TNG-α (13,6, 12,6 e 7,4 pg/mL) e aumento linear na concentração de Glutationa peroxidase (42,1, 50,9 e 83 nmol/min/mL) 6 horas após a alimentação com a inclusão de farinha de H. illucens (0, 1 e 2% respectivamente). A superprodução de TNF-α (citocina pró-inflamatória) tem efeitos negativos na integridade intestinal e na função epitelial (YU et al., 2017; XU et al., 2018), assim sua redução pode indicar que houve diminuição na intensidade do processo inflamatório induzido por lipopolissacarídeo bacteriano (LEI et al, 2019). Já o aumento na concentração da enzima glutationa peroxidase pode sugerir que a inclusão de H. illucens melhorou a capacidade antioxidante, em razão da presença de quitina (KHOUSHAB; YAMABHAI, 2010; NGO; KIM, 2014). A quitina não é digerível por cães, mas a quitosana sim (Okamoto et al., 2001). Insetos são fonte de quitina, alguns gêneros de grilo podem apresentar 4,3 a 7,1% da MS das fibras na forma de quitina e 2,4 a 5,7% (peso seco) em quitosana (IBITOYE et al., 2018). A quitosana pode atuar como prebiótico, auxiliando na modulação da microbiota intestinal (STULL et al., 2018). Lisenko (2017) não observou diferença na microbiota intestinal de cães alimentados com farinha de insetos (G. portentosa, N. cinérea e Z. morio) em comparação a dieta controle. Jarett et al. (2019) observaram que o uso de níveis crescentes de farinha de G. sigillatus (0, 8, 16 e 25% em substituição a farinha de carne de frango) suportam o mesmo nível de diversidade microbiana que uma dieta saudável balanceada padrão, portanto, o impacto da farinha de insetos na capacidade funcional do microbioma intestinal é correspondentemente pequeno. https://doi.org/10.1016%252FS0144-8617%252800%252900229-0 https://doi.org/10.1016%252FS0144-8617%252800%252900229-0 https://doi.org/10.1088%252F1748-605X%252Faa9dde https://doi.org/10.1038%252Fs41598-018-29032-2 174 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Lemos et al. (2020) avaliaram os parâmetros hematológicos e bioquímicos de cães sem raça definida após a inclusão de farinha da larva de T. molitor em diferentes níveis ( 0%, 2,5%, 5% e 7,5%) e não observaram diferenças significativas entre os tratamentos nos parâmetros avaliados (hemograma completo, contagem diferencial leucocitária, ureia, creatinina, alanina aminotransferase, fosfatase alcalina, colesterol, proteínas totais e frações, glicose, triglicérides, proteína C reativa, fibrinogênio e imunoglobulinas). No geral, a inclusão de insetos na alimentação não afetou negativamente a saúde aparente do animal de estimação em estudos com duração de 15 dias (LISENKO, 2017), 28 dias (LERICHE et al., 2017a, 2017b), 29 dias (KILBURN et al., 2020) ou 42 dias (KRÖGER et al., 2017; LEI et al., 2019). Contudo, o impacto do consumo de insetos na saúde a longo prazo é desconhecido. O cheiro do alimento desempenha papel fundamental na indicação de preferências nutricionais canina (HOUPT et al., 1978). Kierończyk et al. (2018b) realizaram uma análise da atratividade olfativa de alimentos à base de T. molitor, Shelfordella lateralis, H. illucens e Gryllodes sigillatu comparado a uma ração granulada seca comercial para cães e observaram um efeito positivo de T molitor, bem como de S. lateralis, na melhora da atratividade. Os autores atribuíram a preferência as substâncias olfativas presentes nos insetos, assim como ao valor nutricional, visto que T. molitor (58,8%) e S. lateralis (73,4%) apresentam maior teor de proteína bruta comparados a H. illucens (40,4%) e Gryllodes sigillatu (56,4%) e dieta comercial (28,6%). Desta forma, os insetos podem desempenhar uma alternativa para aditivos aromáticos comerciais na nutrição canina. Para outros animais de estimação podemos citar a venda de insetos vivos usados como nutrição para exóticos, como anfíbios, répteis e roedores e, em alguns casos, insetos na forma seca ou liofilizada são incluídos nas dietas comerciais para aumentar a atratividade nas dietas de animais de companhia (KIEROŃCZYK et al., 2018b). Para pequenos mamíferos, Marciano et al. (2019) não constataram diferença na digestibilidade aparente da proteína em coelhos da raça Lionhead alimentados com dieta contendo 20% de farinha de T. molitor (18% PB) em substituição total ao farelo de soja (18% PB), nem no consumo dos animais (76 vs 79 g/dia, respectivamente), o que denotou boa aceitabilidade. 175 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 7 VIABILIDADE DO USO DE INSETOS NA ALIMENTAÇÃO ANIMAL Como vimos até este momento, sustentabilidade é um termo extremamente significativo e o equilíbrio do tripé em que se constrói esse conceito (social, econômico e ambiental) é constantemente buscado (FAO, 2018; TROELL et al., 2014). Com base em todas as premissas propostas, considerar os possíveis riscos no emprego dos insetos na alimentação animal é de extrema importância. Através de experiências já vividas em outros países é possível conhecer os riscos já evidenciados além de permitir ações mais assertivas frente a esses desafios (LÄHTEENMÄKI‐UUTELA et al., 2017). A busca pela produção de uma boa fonte de alimento que atenda as demandas nutricionais propostas por órgãos reguladores internacionais têm fomentado a pesquisa científica mundial e os insetos têm recebido uma significativa atenção (FAO, 2013; TROELL et al., 2014). Utilizar insetos como suplementação alimentar animal é considerado, para a maioria dos países, como uma nova abordagem de alimentação e esse emprego pode variar de acordo com o país em questão. Questões culturais podem obstaculizar seu uso na alimentação humana, mas pesquisas têm demonstrado que isto não chega a ser um impeditivo para o seu uso na alimentação de alguns animais como peixes e aves (SOGARI et al., 2019; SOGARI; MENOZZI; MORA, 2017). Em contrapartida a aceitação diminui quando se trata da aplicação deste tipo de alimento para porcos e gado (FARIA DOMINGUES et al., 2020; MANCUSO; BALDI; GASCO, L., 2016). A utilização de insetos na alimentação animal é válida, mas todos os riscos devem ser considerados buscando um nível de segurança alimentar aceitável (NAYAK; WATERSON, 2019; RAAMSDONK, VAN et al., 2017). 7.1 UNIÃO EUROPEIA A União Europeia (UE) é formada pela união de 27 países europeus (UE, 2020). Dentro dos limites da UE, a Autoridade de Segurança Alimentar Europeia (European Food Safety Authority – EFSA) é incumbida de avaliar os riscos da 176 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) utilização de insetos na alimentação animal (EFSA, 2015a, 2015b; FINKE et al., 2015; PARLAMENTO EUROPEU, 2002). Segundo parecer da EFSA, riscos caracterizados como alergênicos, químicos, biológicos e, também, riscos ambientais com a criação destes insetos podem ser significativos. Tudo dependerá do inseto utilizado e das metodologias aplicadas no processo de produção do produto (EFSA, 2015a). De maneira geral, a EFSA determina um conjunto de insetos permitidos os quais devem ser criados segundo parâmetros pré‐definidos (COMISSÃO EUROPEIA, 2017a). O Regulamento 2017/1017 permite a utilização de insetos desde que eles sejam reconhecidos como seguros e não apresentem riscos patogênicos para o ser humano e outros animais (COMISSÃO EUROPEIA, 2017b). Um dos principais motivos de controle na UE é controlar e erradicar doenças como algumas encefalopatias espongiformes transmissíveis de insetos (COMISSÃO EUROPEIA, 2017a; MARBERG; KRANENBURG, VAN; KORZILIUS,2017). Atualmente os insetos permitidos são as espécies de grilo (Acheta domesticus, Gryllodes sigillatus, Gryllus assimilis), a larva‐da‐farinha ou tenébrio comum (Tenebrio molitor), a larva do cascudinho (Alphitobius diaperinus), a mosca- soldado negra (Hermetia illucens), e a mosca doméstica (Musca domestica) (COMISSÃO EUROPEIA, 2017a; SOGARI et al., 2019). 7.2 CHINA O consumo de insetos para alimentação humana na China já data de mais de 2000 anos (FENG et al., 2018). Apesar deste cenário de consumo humano o país possui uma regulamentação específica quanto ao seu uso na produção de ração exigindo que novos ingredientes possuam autorização específica. Independente da grande experiência com o tema, questões sobre segurança alimentar, apesar de serem consideradas seguras no país, ainda não foram amplamente exploradas (FENG et al., 2018). Na China essas regulamentações são realizadas pela Administrative Measures for Feed and Feed Additives (LÄHTEENMÄKI‐UUTELA et al., 2017). 177 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Todos os aditivos a serem inseridos na alimentação animal precisam ser autorizados pelos órgãos governamentais. Todos os materiais, após autorizados, são inseridos no Catálogo de Materiais para Ração (Feed Materials Catalogue – FMC) e todos os órgãos estão subordinados ao Departamento Administrativo Agrícola (Agricultural Administrative Department). Dentro de províncias há governanças locais que supervisionam seguindo regulamentações nacionais de licenças para fabricação e padrões de rotulagem e higiene (BYRNE, 2018; LÄHTEENMÄKI‐UUTELA et al., 2017). 7.3 COREIA DO NORTE E COREIA DO SUL Em diversos países asiáticos a entomofagia é comumente aceita. É comum encontrar este tipo de produtos nos mercados locais. As duas Coreias, a Coreia do Norte e a Coreia do Sul, possuem origens similares que se separaram devido aos conflitos armados da Segunda Grande Guerra Mundial. Apesar de culturas similares, as duas Coreias possuem diferentes abordagens frente ao uso de insetos na alimentação animal. Ambos países são geridos por seus respectivos Ministérios da Agricultura. A Coreia do Norte, também conhecida como República da Coreia, não possui uma regulamentação específica quanto ao uso de insetos na produção de rações. O órgão denominado Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle da República da Coréia (HACCP) tem recebido solicitações para que este tipo de regulamentação seja desenvolvido. Na República da Coreia a proteína de inseto é classificada como de origem animal e, devido a legislação proibir o uso deste tipo de proteína na alimentação animal, a produção de rações com este tipo de material é proibida (JO; LEE, 2016). Por outro lado, a Coreia do Sul, ou simplesmente Coreia, se apresenta bem mais flexível quanto a questão do uso de insetos tanto na alimentação humana quanto na produção de ração para alimentação animal (SOGARI et al., 2019). Apesar do consumo de inseto ser comum o governo Coreano tem dificultado o cenário interno. O governo coreano eliminou regras quanto ao número de espécies comestíveis de inseto. Outra ação problemática é quanto a legislação no país. Para o Ministério da Agricultura local, a produção de insetos 178 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) não é classificada como produção agrícola o que gera problemas de adequação legal para os produtores (PAJAČ ŽIVKOVIĆ et al., 2017). 7.4 AUSTRÁLIA O órgão responsável pelo controle e regulamentação de materiais utilizados na fabricação de ração é a Autoridade Australiana de Pesticidas e Medicina Veterinária (Australian Pesticides and Veterinary Medicine Authority ‐ APVMA). Materiais utilizados na fabricação de ração precisam ser registrados no APVMA. Aditivos que fazem parte da dieta natural do animal não demanda registro específico. Todos os padrões de fabricação de ração seguem as regulamentações como a FeedSafe e FIAAACoP e o padrão australiano AS 5812‐ 2011 (LÄHTEENMÄKI‐UUTELA et al., 2017). 7.5 ESTADOS UNIDOS Nos Estados Unidos da América (EUA) a autoridade responsável é a Administração Federal de Alimentos e Medicamentos (Federal Food and Drugs Administration ‐ FDA). Especificamente na regulamentação da fabricação de rações existe Associação de Oficiais de Controle de Rações Americanas (Association of American Feed Control Officers – AAFCO). Qualquer tipo de aditivo para fabricação de ração, seja de forma direta ou indireta, precisa estar de acordo com o § 348 da lei de Aditivos Alimentares americana (LÄHTEENMÄKI‐UUTELA et al., 2017; LII, 2018). Uma das responsabilidades deste órgão é compor uma lista com os aditivos permitidos na fabricação de ração. Referente a insetos, apenas a mosca-soldado negra é listada como ingrediente permitido e apenas na aquicultura (SOGARI et al., 2019). 179 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 7.6 CANADÁ No Canadá uma porcentagem significativa de consumidores já tem se voluntariado para experimentar insetos mais que uma vez (LÄHTEENMÄKI‐ UUTELA et al., 2017). Estes consumidores, quando questionados consideraram que este tipo de alimentação possui potencial para utilização futura com o possível aumento da população mundial. Com relação ao uso de insetos na produção de rações o Canadá gerencia as adições de ingredientes através da Agência Canadense de Inspeção de Alimentos (Canadian Food Inspection Agency ‐ CFIA). Apresentando um comportamento comum mundialmente os órgãos governamentais agem de forma mais passiva frente estas novas estratégias de fabricação de ração em comparação com a indústria. A utilização de insetos como ingrediente na fabricação de ração é considerada como uma nova abordagem e, por esta razão, estão debaixo da autoridade federal. A CFIA controla o registro de rações e dos ingredientes utilizados além de fiscalizar as unidades de fabricação. Para requerer a autorização para utilização de insetos como ingredientes para ração é necessário um dossiê que aborde as espécies utilizadas, o processo a ser executado, o estágio de crescimento, identificação dos riscos biológicos, dentre outros (CANADA, 2018). Atualmente é autorizado o uso apenas da mosca- soldado negra e, neste caso, na criação de aves e peixes (LÄHTEENMÄKI‐UUTELA et al., 2017; SOGARI et al., 2019). 7.7 MÉXICO O México possui uma longa tradição de consumo humano de insetos. Segundo pesquisas uma porcentagem significativa da população consome insetos ocasionalmente ou de maneira regular. Apesar de toda esta tradição, não existe regulamentações específicas para a utilização de insetos na fabricação de ração. Por esta razão no país não é exigido nenhum registro para uso dos insetos (LÄHTEENMÄKI‐UUTELA et al., 2017). Em contrapartida, visando evitar riscos, de maneira geral, as mesmas legislações de segurança alimentar 180 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) animal, adicionadas a Lei Federal de Sanidade Animal e o Regulamento de Sanidade Animal, são aplicadas (MEXICO, 2016, 2018). 7.8 BRASIL No Brasil ainda não existe uma legislação que aborde especificamente o uso de insetos na alimentação animal, ainda que no SIPE – Sistema Integrado de Produtos e Estabelecimentos do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), constem algumas espécies de insetos alimentícios (mosca‐soldado negra, tenébrio comum, tenébrio gigante, barata cinérea e grilo preto) com status ativo para a alimentação de animais não ruminantes. Os decretos 7.045/2009, 6.296/2007 do MAPA e a lei 6.198/1974 direcionam a responsabilidade ao MAPA de fiscalização a respeito da fabricação de ração para animais (BRASIL, 1974, 2007, 2009). Apesar de não haver nada claramente descrito nas legislações disponíveis a Instrução normativa (IN) 13 de 2004 apresenta algumas considerações sobre a utilização de aditivos na fabricaçãode ração. Na seção 3 denominada Princípios gerais, quando se fala sobre o processo de fabricação referente ao registro de nova fórmula, no item “f” levanta‐se a necessidade de estudos científicos que avalie os riscos à saúde animal do aditivo utilizado (BRASIL, 2004). Além do mais a IN 44/2015 MAPA atualiza a IN 13/2004 MAPA onde pontua sobre o uso de aditivos na fabricação de ração para alimentação animal. Nesse documento não há declarado o nome inseto, mas o item 2.1 apresenta considerações que podem ser aplicadas, pois os insetos possuem um valor nutritivo significativo que pode encaixá‐lo na descrição (BRASIL, 2015). Ainda que não haja regulamentações específicas no Brasil para o uso de insetos alimentícios, orienta‐se observar estudos e o posicionamento de órgãos reguladores internacionais. Frente a estas dificuldades a FAO (Food and Agriculture Organization) considera o nicho de fabricação de rações como um dos possíveis impulsionadores da geração de regulamentações para essa área (FAO, 2013, 2017). É importante ressaltar que o tema está sendo considerado amplamente em diversos meios de comunicação e, apesar de não existir uma 181 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO formalização por parte dos órgãos reguladores do Brasil, considerando a tendência mundial, é válido esperar que regulamentações específicas sejam desenvolvidas em breve. 8 CONSIDERAÇÕES FINAIS Dentro da perspectiva de sustentabilidade e o valor nutricional dos insetos apresentados, a utilização na alimentação animal é válida, desde que todos os quesitos de biossegurança sejam considerados. A viabilidade técnica da inclusão de insetos como ingrediente na alimentação de animais de produção não‐ruminantes está comprovada, diante das inúmeras evidências científicas apresentadas. Ainda há necessidade de se explorar a viabilidade econômica do uso deste nosso insumo, de modo a garantir a disponibilidade em quantidade, qualidade e preços competitivos no mercado. Do ponto de vista mercadológico, a criação e uso de insetos alimentícios é promissora e, apesar de algumas barreiras culturais ainda existirem no Ocidente, a tendência é de grande expansão nos próximos anos. Todo esse cenário favorece um ambiente promissor, tanto para novas pesquisas e desenvolvimento científico, quanto para novos empreendimentos e oportunidades de negócios como um todo. No Brasil, a cadeia de insetos alimentícios ainda é incipiente e há grande necessidade de desenvolvimento, no que tange a investimentos, tecnologia e qualificação de recursos humanos. São também necessários esforços dos órgãos reguladores, de modo a envidar esforços no desenvolvimento de normativas que visem regulamentar a produção e utilização de insetos na alimentação animal, pavimentando assim o caminho de quem deseja se engajar nesta inovadora atividade. Por ora os insetos alimentícios estão longe de ser os protagonistas da nutrição animal, mas sem dúvidas, apresentam‐se como uma importante e promissora alternativa para expansão sustentável da cadeia de proteína animal no mundo. 182 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) REFERÊNCIAS AAFCO. Model regulations for pet and specialty pet food under the model bill. Champaign, IL: Association of American Feed Control Officials, Official Publication, pp. 135–150, Inc., 2013. AASLYNG, M. D. M. et al. The impact of sensory quality of pork on consumer preference. Meat science, v.71 (1), 61-73, 2007 ABBASI, M. A. et al. Effects of different levels of dietary crude protein and threonine on performance, humoral immune responses and intestinal morphology of broiler chicks. Brazilian Journal of Poultry Science, v. 16, n. 1, p. 35-44, 2014. ABINPET. O mercado PET Brasil 2019. Associação Brasileira da Indústria de Produtos para Animais de Estimação, 2019. 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E-mail: ademircalegari@bol.com.br 30 Doutora, Professora Pesquisadora, UNIFENAS. E-mail: ligiane.florentino@unifenas.br 196 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) 1 INTRODUÇÃO Estimativas mostram que a população global deve chegar a quase 10 bilhões de pessoas até 2050 (SANDERMAN et al., 2017), e isto, exerce uma constante e crescente pressão sobre a área finita de recursos para o cultivo de alimentos. A agricultura convencional tradicional com ênfase no cultivo intensivo, com práticas de manejo inadequadas e contínua monocultura resultou em diversos níveis de degradação ambiental que pode levar a sérios riscos de segurança alimentar (HATFIELD et al., 2017). O grande desafio é atender às demandas de uma população em constante crescimento e ao mesmo tempo minimizar os impactos no meio ambiente (FOLEY et al. 2011). O atual cenário das mudanças climáticas globais constitui-se em um grande desafio, principalmente para as produções agrícolas que são demasiadamente dependentes das condições do clima, sendo assim, seus efeitos podem gerar impactos produtivos negativos, e consequentemente acarretar perdas econômicas (IPCC, 2014; SCHEMBERGUE et al., 2017). O Brasil é vulnerável em relação a futuros impactos causados pelas mudanças climáticas, visto que, o agronegócio corresponde a cerca de 22% do Produto Interno Bruto (PIB) do país (Centro de Estudos Avançados em Economia Aplicada, 2015), seu clima é tropical (HATFIELD et al., 2011), e, pela vasta área do semiárido nordestino que sofre com longos períodos de estiagem e seca (SIMÕES et al., 2010; OBERMAIER e ROSA, 2013). Diante disso, há uma necessidade de produção aliada à técnicas de manejo que possam reduzir os impactos ambientais e os efeitos causados pelas mudanças climáticas. Para tal, em 2010, foi proposto o Plano ABC (Agricultura de Baixa Emissão de Carbono), com o intuito de estabelecer ações mitigadoras e adaptação para o setor agropecuário (BRASIL, 2012). Além disso, é fundamental o estudo e a aplicação de práticas agrícolas já consolidadas a fim de contribuir com a mitigação de causas antropogênicas (BESEN et al., 2018). O manejo sustentável do solo pode ser uma alternativa chave no processo de mitigação das mudanças climáticas. A utilização de práticas conservacionistas associadas ao uso de plantas de cobertura, aproveitamento 197 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO de resíduos e aplicação de produtos que possibilitam melhores condições de enfretamento e desenvolvimento à possíveis adversidades do meio, são estratégias fundamentais. Nesse sentido, o presente capítulo tem como finalidade elucidar como o manejo sustentável do solo pode ser uma alternativa para a mitigação dos efeitos das mudanças climáticas. 2 MUDANÇAS CLIMÁTICAS E SEUS EFEITOS NA AGRICULTURA Segundo a Organização das Nações Unidas (ONU), as mudanças climáticas constituem um dos principais desafios do mundo atual e suas consequências trazem não só catástrofes ambientais como também prejuízos para o setor agropecuário e para a produção de alimentos. A magnitude, taxa e o padrão das alterações climáticas na produção agrícola têm sido objeto de estudos há, aproximadamente, duas décadas (ROSENZWEIG et al., 2014). Nenhum setor econômico é mais dependente das condições climáticas do que a agricultura (CARTER et al., 2018), sendo assim, as mudanças climáticas poderão impactar o fornecimento de comida, aumentando ainda mais os desafios para o suprimento de uma demanda cada vez maior em virtude do aumento populacional e da urbanização (CARTER et al., 2018). O Brasil, por ser um país tropical, o aumento da temperatura pode causar impactos negativos na produtividade das culturas, em especial de cereais (HATFIELD et al., 2011). Em estudo realizado por Nelson et al. (2014), os impactos das mudanças climáticas poderiam causar uma redução de cerca de 22% na produtividade até 2050, o que aumentaria os preços em até 5%, resultando no agravamento não só dos problemas ambientais, como também das questões socioeconômicas do país (CARLOS et al., 2019). Estudo realizado por Chen et al. (2016), indicou que o aquecimento global gerou um prejuízo econômico na ordem de US$820 milhões na China para as culturas do milho e da soja na última década. Os autores ainda estimam que a produtividade desses produtos tende a cair de 3 a 12% e de 7 a 19%, respectivamente, até o ano de 2100. Zhang et al. (2017), também avaliando os 198 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) impactos do aumento de temperatura nas culturas do arroz, trigo e milho, verificaram que poderá haver uma queda de 36.25%, 18.26% e 45.10%, respectivamente, até o final desse século. No Brasil, Pires et al. (2016), apontam que a produtividade da soja, quando em rotação com outra cultura, pode cair em até 11% no estado do Mato Grosso como resposta a um clima mais severo. Já na região sul de Minas Gerais, as projeções demonstram que é esperado uma queda produtiva de Coffea arabica de 25% até o final do século, além de uma consequente redução na área cultivável em toda a região sudeste (TAVARES et al., 2017). Além das perdas produtivas e de áreas cultiváveis, as alterações climáticas podem ainda intensificar processos erosivos no solo, trazendo sérios problemas sociais, ambientais e econômicos (ALMAGRO et al., 2017). De acordo com Mullan et al. (2012), o aumento das médias globais de temperatura ocasiona uma maior capacidade de retenção de umidade na atmosfera, naordem de 7% a cada grau celsius. Dessa forma, países tropicais, como o Brasil, tendem a apresentar de forma significante uma maior ocorrência de eventos de chuvas extremas, aumentando assim os processos erosivos no solo (ALMAGRO et al., 2017). De acordo com o relatório do Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, 2014), os efeitos deletérios das mudanças climáticas sobre a produção agropecuária já podem ser notados em diferentes regiões do planeta, no entanto, Yohannes (2016), destaca que os efeitos dessas alterações tendem a ser variáveis, afetando negativamente algumas regiões e beneficiando outras. De um modo geral, países localizados em latitude média e alta poderão apresentar um incremento positivo, ao passo que aqueles em baixas latitudes terão queda na sua produtividade (YOHANNES, 2016). No entanto, ainda que seja um dos mais afetados, o setor agrícola também se constitui como um agente adverso, uma vez que contribui para intensificação do processo por meio da liberação de gases causadores do efeito estufa (GEE’s) pelo desmatamento, uso de fertilizantes e outras práticas (BEDDINGTON et al., 2012). No Brasil, o desflorestamento é a principal fonte de emissão de gases do efeito estufa (CAVIGLIA-HARRIS, 2018). Segundo Thornton e Lipper (2013), a agricultura contribui com 30 a 40% das emissões de GEE e, à 199 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO medida que a população e a demanda por alimentos aumentam, as emissões de GEE pelo setor agrícola irão se intensificar (IPCC, 2014). As mudanças climáticas afetam a agricultura das mais diversas formas: alterações nas temperaturas médias, chuvas e climas extremos com consequentes problemas erosivos, alterações na qualidade nutricional de alguns alimentos, entre outros (YOHANNES, 2016). Indiretamente, as mudanças nas temperaturas e na umidade do ar podem levar às alterações nas taxas de absorção de fertilizantes e outros minerais (YOHANNES, 2016). Dessa forma, nota-se a intensificação da produção agrícola sustentável (SCHEMBERGUE et al. 2017). 3. MEDIDAS MITIGADORAS 3.1 PLANO ABC O plano ABC, também conhecido por Plano Setorial de Mitigação e de Adaptação às Mudanças Climáticas para a Consolidação de uma Economia de Baixa Emissão de Carbono na Agricultura, constitui em um dos instrumentos da Política Nacional de Mudanças Climáticas, instituída pela Lei 12.187/2.009. A tabela 1 apresenta os principais eventos que contribuíram para a criação do Plano ABC e contém também atualizações legislativas relacionadas a esse plano. 200 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Tabela 1. Breve histórico das ações brasileiras que culminaram com a criação do plano ABC e suas atualizações. Ano Evento Objetivo Referência 2009 Conferência das Partes de Copenhague, Dinamarca – COP 15 Estabelecer metas para redução de GEE’s para o período entre 2013 a 2020 MINISTÉRIO MEIO AMBIENTE (2020) 2009 Política Nacional sobre Mudança do Clima, Lei 12.187/2009 Garantir o desenvolvimento econômico e social associado à proteção do sistema climático global BRASIL (2009) 2010 Decreto 7.390/2010 Regulamentar a Lei 12.187/2009 BRASIL (2010) 2018 Decreto 9.578/2018 Consolidar atos normativos editados pelo Poder Executivo federal que dispõem sobre o Fundo Nacional sobre Mudança do Clima, de que trata a Lei nº 12.114, de 9 de dezembro de 2009, e a Política Nacional sobre Mudança do Clima, de que trata a Lei nº 12.187, de 29 de dezembro de 2009 BRASIL (2018) 2020 Decreto 10.431/2020 Institui a Comissão Executiva Nacional do Plano Setorial para Consolidação de uma Economia de Baixa Emissão de Carbono na Agricultura. BRASIL (2020) Fonte: Elaborado pelos autores. Um dos principais objetivos do plano ABC consiste na redução das emissões de GEE’s pelo setor agropecuário brasileiro, por meio do fornecimento de linhas de créditos aos produtores rurais visando adequação às tecnologias sustentáveis, sendo composto por seis programas de tecnologias de mitigação: (1) Recuperação de pastagens degradadas; (2) Integração Lavoura- Pecuária-Floresta (ILPF) e Sistemas Agroflorestais (SAFs); (3) Sistema Plantio 201 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO Direto (SPD); (4) Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN); (5) Florestas Plantadas; (6) Tratamento de Dejetos Animais. O plano conta ainda com um sétimo programa voltado à adaptação às mudanças climáticas, que está principalmente relacionado à utilização de novas variedades adaptadas às condições, visando garantir a produção agrícola sustentável. No entanto, Oliveira et al. (2016) ressaltam a dificuldade de implementação do plano ABC para os agricultores, o que pode estar associado ao desconhecimento desse plano, necessitando, portanto, de ações de difusão, visto que não tem sido utilizado todo o recurso disponibilizado pelo governo. Além disso, verifica-se uma desigualdade da distribuição dos recursos entre os estados e regiões e também entre os programas do plano ABC, sendo que mais de 80% dos recursos tem sido utilizado com o plantio direto e recuperação de pastagens degradadas, reforçando com isso, a necessidade de difusão (Observatório ABC). Com isso, tem-se como desafios para os próximos anos: • Aumentar a criação de mecanismos de comunicação mais eficazes entre os profissionais de assistência técnica e os agricultores, favorecendo com isso, a divulgação do plano ABC; • Reavaliar os processos envolvidos e as exigências para liberação dos recursos; • Desenvolver e/ou aperfeiçoar ações de monitoramento e acompanhamento dos recursos liberados. 3.2 PLANTAS DE COBERTURA As alterações no uso do solo, com a intensificação da agricultura sem práticas sustentáveis de manejo, podem ocasionar elevação das emissões de gases do efeito estufa, conforme descrito por Carvalho et al. (2009), os quais destacam o aumento de CO2 e da absorção dos raios infravermelhos, resultando na elevação da temperatura média do planeta. Estima-se que no mundo a emissão de gases provenientes da produção agrícola e mudanças no uso da 202 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) terra, como óxido nitroso (N2O) e metano (CH4) sejam em torno de 23% e no Brasil em torno de 84% (N2O), 74% (CH4) e 40% (CO2) (IPCC, 2014). É necessário ressaltar que os sistemas agrícolas que compreendem a vegetação e o solo são considerados um grande sumidouro de carbono (SILVA e MACHADO, 2000). Desta forma, Reicosky e Lindstrom (1993) e Reicosky e Forcella (1998) evidenciam que o manejo convencional pode resultar na oxidação biológica do C orgânico à CO2, aumentando sua concentração na atmosfera, além das fontes de fertilizantes nitrogenados que podem também contribuir para introdução de GEE’s. O manejo convencional com arações e gradagens, podem resultar em até 81,3 g de CO2/m2 emitidos na atmosfera, além dos efeitos na desagregação do solo, propiciando erosões, emissão de CO2 e problemas de armazenamento de água no solo. No Brasil, tal manejo gerou grandes problemas na década de 70, onde uma das alternativas foi a adoção do SPD, principalmente na região Sul. Assim sendo, o manejo em SPD, além de proporcionar o sequestro de C e conservação do solo e água, atua na redução do consumo de combustível (60 a 70%) e de GEE’s em relação ao cultivo convencional (CARVALHO et al., 2009). Segundo o IBGE (2017), o Brasil no ano de 2016, apresentava mais de 32 milhões de ha-1 em SPD (FUENTES et al., 2018). O uso de práticas agrícolas conservacionistas com intuito de mitigar o aumento do CO2 na atmosfera pelo sequestro do Carbono pelo solo, atua na prevenção da erosão, melhoria da infiltração e armazenamento de água no solo e principalmente pela incorporação de matéria orgânica no sistema produtivo (MACHADO, 2005), práticas importantes por elevar a produtividade agrícola e consequenteredução de CO2 atmosférico. O SPD com uso de plantas de cobertura proporciona uma rápida cobertura do solo (BERTOL et al., 2007), a qual promove proteção e reduz em até 88% a perda de solo e de 55% de matéria orgânica (MO) quando comparado ao sistema convencional (DECHEN et al., 2015). Ao longo do tempo a consolidação deste manejo não só reduz perdas de MO, mas também eleva os teores de C no solo, pela biomassa introduzida no sistema (BESEN et al., 2018). Quando associado a rotação de cultura o SPD proporciona a cobertura do solo com plantas ao longo do ano, onde estas utilizam o CO2 atmosférico na 203 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO produção de carboidratos no Ciclo de Calvin (NELSON e COX, 2013) e na produção de biomassa vegetal elevando os teores de MO, resultando no solo um dreno de CO2 ao longo do tempo (BAYER et al., 2006). Calegari et al. (2008), na Estação Experimental de Pato Branco, PR num Latosolo roxo aluminoférrico, após 19 anos de diferentes sequências de cultivo e manejo do solo o manejo em SPD sequestrou mais 6,84 Mg ha – 1 C orgânico em relação ao preparo convencional (64,6%) na profundidade de 0 a 10 cm do solo, 29,4% a mais na profundidade de 0 a 20 cm, mas em quantidades equivalentes ao preparo convencional na profundidade de 20 a 40 cm. Maiores quantidades de carbono orgânico do solo estavam na profundidade de 0 a 20 cm. O SPD sequestrou C orgânico à taxa de 1,24 Mg ha – 1 ano – 1, enquanto o sistema convencional sequestrou C orgânico à taxa de 0,96 Mg ha – 1 ano – 1. Independentemente do manejo do solo, o pousio no inverno armazenou a menor quantidade de C orgânico em todas as profundidades de solo avaliadas (0–10, 10–20, 20–40, 0–20, 0–40 cm). O SPD com plantas de coberturas de inverno, sequestram maiores quantidades de C orgânico e matéria orgânica na superfície do solo e foi o único tratamento de cultivo que se aproximou da condição de floresta não perturbada. Sendo um excelente modelo de gestão para sustentar a produtividade de Latossolos em regiões tropicais e subtropicais do mundo, a ser emulado por agricultores brasileiros e outros que estão manejando tipos de solo semelhantes. No século 21, a crescente demanda pela produção sustentável, o uso de plantas de cobertura se mostra importantíssimo para contribuir com os agrossistemas produtivos, e consequentemente torná-los sustentáveis (CARLOS e ROSSI, 2014), minimizando o uso de insumos e reduzindo a degradação do ambiente, podendo ser utilizadas em sucessão, rotação ou consórcio com culturas comerciais (WUTKE, CALEGARI, WILDNER, 2014). Assim sendo, podemos verificar o potencial das plantas de cobertura em produção de biomassa e sequestro de C nos diferentes tipos de cultura em relação a produtividade de palhada t ha-1 (Tabela 2) e no acúmulo de N em relação a produtividade de matéria seca (Tabela 3). 204 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) Tabela 2. Produtividade de matéria seca de diferentes espécies forrageiras utilizadas para formação de palhada em sistema de plantio direto. UEMG, Passos, MG, 2006. Cultura Produtividade de palhada (t ha-1) Aveia preta 3,49 a Aveia branca 2,58 b Nabo Forrageiro 2,56 b Braquiária 1,98 b Testemunha 0,67 c *Médias seguidas da mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Duncan ao nível de 5% de significância. Fonte: Elaborado pelos autores. Tabela 3. Diferentes espécies forrageiras e relação entre acúmulo de nitrogênio e a produtividade de matéria seca. Espécie Nome Científico Massa Seca (t ha-1) N (kg ha-1) Aveia preta Avena strigosa 3-6 36-72 Amendoim forrageiro Arachis pintoi 3-4 100-120 Capim pé de galinha Eleusine coracana 6-10 100-120 Centeio Secale cereale 2-5 24-60 Crotalária breviflora Crotalaria breviflora 3-5 98-160 C.juncea Crotalaria juncea 10-15 300-450 C. ochroleuca C. ochroleuca 7-1 200-300 C. spectabilis C. spectabilis 3-8 100-160 Ervilhaca Vicia sativa 4-6 120-180 Feijão de porco Canavalia ensiforms 3-7 80-160 Girassol Heliantus annuus 7-12 100-180 Guandu Cajanus cajan 7-15 120-220 Guandu anão Cajanus cajan 3-7 100-180 Milheto Pennisetum glaucum 10-15 100-120 Mucuna anã Mucuna deeringiana 2,5-6 50-100 Nabo forrageiro Raphanus sativus 2-9 60-100 Tremoço branco Lupinus albus 3-5 60-90 Trigo mourisco Fagopyrum esculentum 3-6 60-120 Fonte: Adaptado de Calegari e Carlos (2014). 205 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO 3.3 BIOATIVADORES O modelo atual de produção agrícola exige a adoção de técnicas de manejo que possam fomentar a produtividade associadas à sustentabilidade do meio ambiente. Dessa forma, a utilização de produtos que têm apresentado influência em processos metabólicos nas plantas, pode se tornar uma estratégia (SILVA et al., 2008). Os bioativadores são produtos que possuem substâncias orgânicas complexas, capazes de modificar o crescimento e desenvolvimento das plantas. De modo geral, atuam como modificadores do metabolismo vegetal por meio da ativação de reações fisiológicas que resultam em uma maior expressão de proteínas, que por sua vez, interagem com mecanismos de defesa e possibilitam melhores condições de enfretamento à possíveis adversidades do meio (CASTRO, 2006). Existem também bioativadores de solos e plantas que se baseiam na tecnologia de princípios físicos. Toda a vida, incluindo crescimento, ações e pensamentos, não é possível sem impulsos elétricos e ondas magnéticas. A percepção de que cada átomo, molécula, composto e substância tem sua própria frequência eletromagnética. Sendo assim, é possível transmitir frequências selecionadas para materiais adequados sob condições controladas de indução, e isso leva a um status de elétron modificado da matéria. Esses produtos emitem frequências eletromagnéticas selecionadas para a área de aplicação e geram o efeito desejado. Melhorias no crescimento ou resistência, podem ser estimuladas com produtos energizados. Esta bioestimulação fortalece todo o organismo e conduz a uma utilização ótima dos recursos disponíveis e ao aumento da quantidade e qualidade dos produtos (PENERGETIC, 2018). Diversos estudos já demonstram resultados promissores na utilização de bioativadores no feijão, melhorando as condições de desenvolvimento da planta (BRITO et al., 2012), no trigo, aumentando substancialmente a produtividade de grãos (PEKARSKAS, 2012), em alface, quando associado a 206 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) adubação orgânica mostrou-se viável em diferentes parâmetros de desenvolvimento (LOPES et al., 2019) e no café, promovendo melhor desenvolvimento inicial (SOUZA et al., 2020) e reduzindo a população de nematóides do gênero Meloidogyne (FRANCO JUNIOR et al., 2019). Alguns inseticidas que possuem capacidade de conferir efeitos fisiológicos, também podem ser chamados de bioativadores (CASTRO et al., 2006; TAVARES et al., 2007). Neste sentido, estudos relatam estímulo ao desempenho fisiológico de sementes de cenoura e arroz (ALMEIDA et al., 2009; ALMEIDA et al., 2011), maior vigor em plântulas de milho e ervilha (HORII, MCCUE, SHETTY, 2007), redução dos efeitos negativos do déficit hídrico no processo de germinação da cultura da soja (CATANEO et al., 2010) e aumento no índice de clorofila durante o desenvolvimento de plantas de algodão (ALMEIDA et al. 2020). Dentro do contexto, o uso de produtos que estimulam os compostos bioativos pode ser uma excelente ferramenta para otimizar a produção agrícola, visto que, eles atuam em diferentes fases do desenvolvimento das plantas (KÜLEN et al., 2011). 3.4 REMINERALIZADORES Aliada a necessidade de produção, há também uma procura por técnicas de manejo que minimizem os impactos ambientais e os efeitos causados pelas mudanças climáticas. Apesar do Brasil se destacar na produção de minerais, ainda é um país dependente da importaçãode insumos agrícolas (COSTA et al., 2018), seguindo pela contramão da sustentabilidade e da economia. Dessa forma, a busca por sistemas de produção responsáveis se faz necessária. A remineralização consiste em uma técnica de aplicação de pó de rocha ou minerais com o intuito de melhorar a qualidade física, química e biológica do solo. A utilização e comercialização foi regulamentada a partir da edição da Instrução Normativa (IN) nº 05/2016, do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA), onde a Lei n° 12.890, de 2013, inclui os pós de rocha 207 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO como uma categoria de insumo destinado à agricultura. Essa Lei estabelece que os remineralizadores são: “Material de origem mineral que tenha sofrido apenas redução e classificação de tamanho por processos mecânicos e que altere os índices de fertilidade do solo por meio da adição de macro e micronutrientes para as plantas, bem como promova a melhoria das propriedades físicas ou físico-químicas ou da atividade biológica do solo.” A eficiência e função da utilização dessas rochas está condicionada as características do material utilizado e de fatores do ambiente (SOUZA et al., 2017). Dessa forma, LUZ et al. (2010) destaca que além de ser fonte de nutrientes, a remineralização está ligada a correção de acidez e ao condicionamento do solo. No entanto, pesquisas relacionadas ao assunto destacam o interesse no uso como uma fonte alternativa de nutrientes para os sistemas de produção agrícola (SILVA et al., 2012; THEODORO e LEONARDOS, 2014). Sabe-se que a disponibilização de nutrientes por meio das rochas e/ou subprodutos das mesmas é mais lenta quando comparadas aos fertilizantes químicos industriais, o que pode ser uma característica positiva para cultivos subsequentes (RAMOS et al., 2014) e diminuição de perdas por lixiviação (MANNING, 2010). Por outro lado, a carência de informações pode levar ao emprego de doses elevadas ou mesmo a baixa disponibilidade de nutrientes (BOLLAND e BAKER, 2000). As rochas e seus subprodutos podem proporcionar e/ou aumentar a disponibilidade dos macronutrientes fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg), e dos micronutrientes zinco (Zn), ferro (Fe) e cobre (Cu) que são essenciais para a nutrição e desenvolvimento das plantas (MANNING, 2010; MELO et al., 2012; SILVA et al., 2012), todavia, a disponibilidade desses nutrientes varia de acordo com a composição de cada rocha. Neste sentido, pesquisas relatam a utilização de agrominerais silicátivos que indicam potencial de suprir uma grande variedade de nutrientes (SILVA et al., 2014; MARCHI et al., 2020). 208 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) No Brasil, estudos utilizando pós de rocha têm sido desenvolvidos apresentando resultados positivos. SILVA et al. (2011), verificaram que a aplicação de doses de pó de basalto proporcionou aumento no teor de P nos grãos de feijão. SOUZA et al. (2016), concluíram que o remineralizador proveniente da moagem de rejeitos gerados em um garimpo de esmeraldas, o qual é constituído basicamente de rochas vulcânicas, constituiu-se de uma fonte alternativa de K para a cultura da mandioca. MARCHI et al., (2020), observaram que a disponibilidade de micronutrientes nas culturas de alface e arroz aumentou com o uso dos agrominerais. Além de minimizar o uso de fertilizantes químicos industriais, THEODORO et al. (2006), verificaram maior teor de umidade em parcelas na qual foi feito o uso de rochagem, demonstrando assim, que as argilas presentes no material possuem uma grande capacidade de retenção de água. Dessa forma, a prática de remineralização pode atuar positivamente no aumento dos parâmetros de fertilidade dos solos e contribuir como mitigadora para os efeitos causados pelas mudanças climáticas (PILLON, 2017). 3.5 USO DE RESÍDUOS Atualmente a população mundial encontra-se em 7 bilhões, produzindo 1,4 bilhões de toneladas de resíduos sólidos urbanos (RSU), resultando em uma média de 1,2 Kg/hab/dia de resíduos. Segundo previsões da Organização das Nações Unidas (ONU) juntamente com o Banco Mundial estima-se que sejam geradas 2,2 bilhões de toneladas anuais nos próximos dez anos, o que nos permitiria prever um aumento significativo para 4 bilhões de toneladas de RSU por ano em 2050 (SENADO, 2014). A população brasileira com mais de 200 milhões de habitantes, gerou no ano de 2013, cerca de 76 milhões de toneladas de RSU, sendo a média per capita de 1,041 kg/hab/dia (ABRELPE, 2014). É necessário destacar que no Brasil ainda se tem a tradição de queimar, enterrar e até mesmo destinar toneladas de RSU a céu aberto, o que consequentemente acaba por agravas os impactos negativos (ZAGO e BARROS, 2019), 209 SUSTENTABILIDADE NO AGRONEGÓCIO A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), tem como objetivo a redução do volume produzido, reutilização, reciclagem e tratamento dos resíduos sólidos, além da destinação ambiental adequada dos rejeitos (BRASIL, 2010), desta forma o Decreto nº 7.404, de 23 de dezembro de 2010, regulamenta a Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010, que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos, criando o Comitê Interministerial da Política Nacional de Resíduos Sólidos e o Comitê Orientador para a Implantação dos Sistemas de Logística Reversa, e dá outras providências (BRASIL, 2010). Estes resíduos, se não destinados adequadamente ou trabalhados por reciclagem ou compostagem, podem trazer inúmeros problemas ambientais, sociais e também de saúde pública, devido a produção de metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), através da degradação da matéria orgânica (MO), contribuindo com a elevação da temperatura global. Estudos realizados no Brasil, evidenciam que mais da metade do RSU gerados não são transformados em composto, causando sérios problemas ambientais (SIQUEIRA et al., 2015). Anualmente o Brasil produz aproximadamente 7,8 milhões de toneladas de cama aviaria, 105 milhões de m3 de dejetos líquidos suínos, e pensando no rebanho de suínos, aves e bovinos, estes produzem cerca de 1.200 milhões de ton de resíduos primários (BENITES et al., 2010). Os quais podem ser utilizados como material orgânico e processados por compostagem para o uso como fertilizantes ou até mesmo na utilização de biodigestores (MAPA, 2018). O tratamento dos resíduos orgânicos domiciliares, como fertilizantes para agricultura garante um produto estabilizado e com qualidade, atuando como condicionador de solo e fonte de nutrientes, surgindo como opção a compostagem (LOUREIRO et al., 2007), o qual sob condições controladas de aerobiose, temperatura e umidade, geram um produto estável (BERTOLDI et al., 1983), denominado composto ou adubo orgânico. Considera-se resíduo orgânico, a fração orgânica compostável, ressaltando-se que, em um mesmo período de tempo, nem todos os resíduos orgânicos são passíveis de compostagem, como madeira tratada, borracha e couro, por exemplo (SIQUEIRA e ASSAD, 2015), estes resíduos podem ter aspecto diferentes, passando por problemas ambientais como degradação do 210 SILVA, A.L.C.; B.C. GOES; PUTTI, F.F.;(Orgs.) solo, erosão e mudanças climáticas a soluções para a agricultura, onde podem ser “recurso” precioso, na produção de fertilizantes e/ou energia (ZAGO e BARROS, 2019) Estima-se que o crescimento da demanda de fertilizantes no brasil seja na ordem de 3,2% ao ano e que deva chegar em 2022 a 18,6 milhões de toneladas (ABISOLO, 2019), o que mostra que esta possibilidade de utilização de compostos orgânicos neste segmento de fertilizantes, seja ele como composto orgânico, como organomineral ou condicionares de solo, pode ser uma excelente opção econômica e ambiental, contribuindo para a mitigação das mudanças climáticas. Na tabela 4 pode ser observado a produção de ton de CO2 e emissão em toneladas