A Gestão Ambiental Leva a Pecuária à Economia Circular?

Artigo produzido para a disciplina de gestão ambiental do mestrado em agronegócios da UFRGS

A Gestão Ambiental Leva a Pecuária à Economia Circular?

Diego Durante Mühl¹

1 Administrador e Mestrando em Agronegócio/Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)- diegomiihl@live.com

Resumo: A pecuária é uma atividade relevante para a economia e estratégica para a segurança alimentar. A consciência dos limites ambientais e do impacto que o ser humano causa nos ecossistemas torna necessário o uso racional de recursos ou a gestão ambiental. A gestão ambiental na pecuária parece introduzir a economia circular. A relação entre gestão ambiental, economia circular e gestão de dejetos não está clara na literatura previamente consultada. Assim, o propósito desse estudo é relacionar os conceitos para compreender o processo de adoção da economia circular na pecuária. Para o objetivo proposto foi realizada uma revisão de literatura sistemática. Os resultados mostram como a pesquisa gera soluções para a gestão ambiental e oportunidades para a adoção da economia circular na pecuária. Os conceitos de gestão ambiental e economia circular se relacionam, a gestão ambiental é anterior a economia circular e sua precursora. Nas considerações finais são apresentadas sugestões metodológicas e alguns caminhos para a compreensão do fenômeno de migração da economia linear para a economia circular.

Palavras-chave: Gestão Ambiental. Economia Circular. Gestão de Dejetos. Pecuária.

Introdução

A consciência dos limites ambientais e do impacto que o ser humano causa nos ecossistemas torna necessário o uso racional de recursos ou a gestão ambiental. A sustentabilidade dos seres humanos no planeta depende de diversos serviços ecossistêmicos, cujo valor é difícil de ser mensurado. Mas, em determinado sentido o valor dos serviços ambientais para os seres humanos ou para a economia pode ser considerado infinito (COSTANZA et al., 1997).

A pecuária é uma atividade relevante para a economia e estratégica para a segurança alimentar, ~75% das terras agrícolas do mundo são dedicadas a pecuária (FOLEY et al., 2011). A pecuária pode causar contaminação dos solos, água e ar, o impacto ambiental se estende para além da produção (FOLEY et al., 2011; KOLPIN et al., 2002; WANG; LI, 2009). A grande quantidade de dejetos da pecuária pode ser um grande problema ambiental (HOLM-NIELSEN; AL SEADI; OLESKOWICZ-POPIEL, 2009).

Algumas pesquisas investigam soluções para otimizar a gestão dos resíduos orgânicos da pecuária. A compostagem, composto de fazendeiro, composto anaeróbio, composto misto e composto aeróbico (ARRIAGA et al., 2017; YANG et al., 2019) Tratamentos termo-químicos, pirólise, carbonização hidrotérmica (WU; ZHANG; YUAN, 2018; ZHANG et al., 2019; ZHOU et al., 2019); A digestão anaeróbica (MANYI-LOH et al., 2016; TAO; FATTAH; HUCHZERMEIER, 2016).

A gestão ambiental exige um tratamento adequado para os dejetos, o que representa custos adicionais para a pecuária. A viabilidade de sistemas de tratamento de dejetos é explorada. Digestores de pequena escala possibilitariam o tratamento dos dejetos nas fazendas, evitando custos de deslocamento dos dejetos (GONZÁLEZ et al., 2020). O tratamento de dejetos pode gerar energia, materiais, fertilizantes (KHOSHNEVISAN et al., 2021; RIBEIRO, Eruin M et al., 2018; RIBEIRO, Eruin Martuscelli et al., 2016).

Percebe-se uma tentativa de valorização dos dejetos, como se fosse uma nova fronteira econômica inexplorada. Maximizar a retenção do valor de materiais, produtos e subprodutos é artifício da economia circular (MORSELETTO, 2020). Ao contrário do modelo convencional de produção, consumo e descarte, a economia circular busca um ciclo fechado de produção e consumo, um sistema intencionalmente criado para se regenerar sem externalidades negativas, sem lixo, sem resíduos (GEISSDOERFER et al., 2017; GHISELLINI; CIALANI; ULGIATI, 2016).

A necessidade da gestão ambiental na pecuária parece introduzir a economia circular ou pressiona a pecuária para adotar às práticas da economia circular para custear a gestão ambiental dos dejetos. A economia circular é um tópico de pesquisa emergente (GEISSDOERFER et al., 2017; GHISELLINI; CIALANI; ULGIATI, 2016) e o processo de adoção da economia circular permanece sob investigação e deve ser amplamente discutida em diferentes setores (ARANDA-USÓN et al., 2020; MORSELETTO, 2020).

A economia circular aplicada ao tratamento dos dejetos pode viabilizar a gestão ambiental e agregar valor para a pecuária. É preciso compreender a relação dos conceitos de gestão ambiental e economia circular na pecuária. Esse artigo se propõe elucidar a relação entre os conceitos de gestão ambiental e economia circular no contexto da pecuária. Compreender a relação entre esses conceitos oferece suporte para pensar o processo de adoção da economia circular na pecuária ou entender o fenômeno de migração da economia linear para a economia circular, seja no contexto do agronegócio ou até mesmo em outros setores.

Metodologia

Foi executado um levanto exploratório de dados secundários a partir de artigos publicado na base Scopus. A busca foi realizada dia 14 de outubro de 2020.

A primeira busca realizada relacionou os termos "Environmental Management" AND "Circular Economy" AND "Cattle manure" para verificar previamente se já existia algum estudo relacionando os termos de gestão ambiental e economia circular no tratamento de dejetos da pecuária. A busca não retornou qualquer resultado.

Para ampliar a busca a pesquisa foi repetida com a seguinte estratégia: "Environmental Management" OR "Circular Economy" AND "Cattle manure". Retornaram apenas 24 resultados.

Para aumentar o número de resultados foram adicionadas algumas palavras sinônimo com a mesma estratégia anterior. A expressão relacionou os termos "Environmental Management" OR "Circular Economy" OR "valued added" AND "Cattle manure" OR "scraps manure". A busca retornou 25 resultados.

Não foi feita nenhuma restrição de período, todos os artigos publicados até o dia 14 de outubro de 2020 foram considerados. A base Scopus da Elsevier foi consultada por se tratar de uma base multidisciplinar e o maior banco de dados de resumos e citações da literatura com revisão por pares (SCOPUS, 2020).

Os softwares LibreOffice Calc e VosWiewer foram utilizados para facilitar a interpretação dos dados, criar gráficos e demostrar a relação entre autores e conceitos.

Resultados

Foram encontrados 25 estudos relacionando gestão ambiental e economia circular no tratamento de dejetos da pecuária. O primeiro artigo foi publicado em dezembro de 1999 e discutia o impacto que a utilização de dejetos tem sobre as populações de minhocas. A biodiversidade do solo, nesse caso as populações de minhocas, oferece suporte para estabelecer dosagens adequadas de dejetos (HANSEN; ENGELSTAD, 1999). Esse é o primeiro estudo relacionando gestão ambiental e tratamento de dejetos da pecuária, e está de acordo com estudos posteriores que afirmam que o descontrole na gestão de dejetos pode causar contaminação dos solos, água e ar (FOLEY et al., 2011; KOLPIN et al., 2002; WANG; LI, 2009).

Porque a grande quantidade de dejetos da pecuária pode ser um problema ambiental (HOLM-NIELSEN; AL SEADI; OLESKOWICZ-POPIEL, 2009), a preocupação com a adequada gestão desses materiais é crescente. A busca realizada apresentou crescimento do volume de publicações nos últimos anos, ver figura 1.

O crescimento do volume de publicações mostra como o tema está ganhando relevância. Lembrando que a busca relacionou os conceitos de gestão ambiental e economia circular no contexto da pecuária. Ou seja, cada vez mais, existem pesquisas relacionando os conceitos de gestão ambiental e economia circular na pecuária.

Os 25 artigos resgatados já foram citados 664 vezes. As citações assim como as publicações aumentaram consideravelmente nos últimos anos. Ver figura 2.

O aumento no volume de estudos dessas temáticas é o reflexo da conscientização da importância que os serviços ambientais têm para os seres humanos e para a economia. Isso está de acordo com o estudo apresentado por Costanza (et al., 1997) que estipulou uma valorização dos serviços ecossistêmicos prestados pela natureza para o ser humano.

Além de constatar o aumento de publicações é preciso saber como está se construindo a ciência nesse campo. A figura 3 apresenta as metodologias dos 25 estudos.

Há uma expressiva concentração da pesquisa quantitativa, descritiva e experimental. A maioria dos estudos recuperados apresentam técnicas, tecnologias e soluções para o tratamento de dejetos. É interessante perceber como apenas os estudos mais recentes abordam o conceito de economia circular. Dos artigos recuperados, estudo de Park (et al. 2010) é o primeiro a abordar o conceito de valorização ambiental e economia circular, no contexto da China.

De acordo com Morseletto (2020) a economia circular visa reter o valor de produtos e subprodutos, reduzindo as externalidades negativas. Os 11 primeiros artigos resgatados, em ordem decrescente a partir do mais citado, formaram o h-index 11, ou seja, foram citados pelo menos 11 vezes cada um. A tabela 1 apresenta o h-index11 em ordem decrescente, com o título do artigo, autores, periódico, ano de publicação e total de citações desde sua publicação.

Tabela 1 – h-index 11

Autor	Artigo	Ano	Periódico	Citações
Poeschl M., Ward S., Owende P.	Environmental impacts of biogas deployment - Part II: Life Cycle Assessment of multiple production and utilization pathways	2012	Journal of Cleaner Production	139
Bustamante M.A., Paredes C., Moral R., Agulló E., Pérez-Murcia M.D., Abad M.	Composts from distillery wastes as peat substitutes for transplant production	2008	Resources, Conservation and Recycling	133
Tao W., Fattah K.P., Huchzermeier M.P.	Struvite recovery from anaerobically digested dairy manure: A review of application potential and hindrances	2016	Journal of Environmental Management	82
Manyi-Loh C.E., Mamphweli S.N., Meyer E.L., Makaka G., Simon M., Okoh A.I.	An overview of the control of bacterial pathogens in cattle manure	2016	International Journal of Environmental Research and Public Health	58
Hansen S., Engelstad F.	Earthworm populations in a cool and wet district as affected by tractor traffic and fertilisation	1999	Applied Soil Ecology	35
Beraud J., Fine P., Yermiyahu U., Keinan M., Rosenberg R., Hadas A., Bar-Tal A.	Modeling carbon and nitrogen transformations for adjustment of compost application with nitrogen uptake by wheat	2005	Journal of Environmental Quality	32
Massaro V., Digiesi S., Mossa G., Ranieri L.	The sustainability of anaerobic digestion plants: A win-win strategy for public and private bodies	2015	Journal of Cleaner Production	30
Hua K., Wang D., Guo X., Guo Z.	Carbon sequestration efficiency of organic amendments in a long-term experiment on a vertisol in huang-huai-hai plain, China	2014	PLoS ONE	27
Schwartz R.C., Dao T.H.	Phosphorus extractability of soils amended with stockpiled and composted cattle manure	2005	Journal of Environmental Quality	24
Zhang J., Liu J., Evrendilek F., Zhang X., Buyukada M.	TG-FTIR and Py-GC/MS analyses of pyrolysis behaviors and products of cattle manure in CO2 and N2 atmospheres: Kinetic, thermodynamic, and machine-learning models	2019	Energy Conversion and Management	21
Arriaga H., Viguria M., López D.M., Merino P.	Ammonia and greenhouse gases losses from mechanically turned cattle manure windrows: A regional composting network	2017	Journal of Environmental Management	14

Fonte Autor 2020

O primeiro artigo do h-index 11 mostra a relação entre os conceitos de gestão ambiental e economia circular na pecuária. Esse artigo faz uma avaliação do ciclo de vida das tecnologias de produção de biogás; Apresenta tecnologias que fazem o tratamento de dejetos e são capazes de gerar energia renovável e substrato que pode ser usado como fertilizante (POESCHL; WARD; OWENDE, 2012).

Embora a expressão economia circular não seja mencionada por Poeschl, Ward e Owende (2012) há um indício de que o conceito de economia circular esteja nas entrelinhas do estudo, ou seja, o tratamento de dejetos, a gestão ambiental são a solução de uma externalidade negativa e também uma oportunidade de geração de valor a partir da produção de biogás e substrato. Portanto, esse estudo está apresentando tecnologias que visam implementar a economia circular.

Ampliando a análise para os demais estudos é possível verificar que a relação entre palavras-chave de todos os 25 estudos recuperados deixa clara a relação entre os principais conceitos. A figura 4 apresenta as palavras-chave que mais aparecem e se relacionam com mais intensidade nos estudos consultados.

As palavras dejeto ou estrume (manure), gestão ambiental (environmental management) e fertilizantes (fertilizers)são as que mais aparecem e estabelecem uma relação forte entre si. Portanto, são os conceitos centrais dos estudos analisados. A ligação mais forte entre conceitos está entre a gestão ambiental e os dejetos. A segunda ligação mais forte está entre dejetos e fertilizantes.

Generalizando a observação anterior, sobre o primeiro artigo do h-index 11, as principais palavras-chave geram uma relação entre gestão ambiental, dejetos e fertilizantes. Novamente há o indício de que a economia circular está embutida nesses conceitos. Na figura 4 os fertilizantes representam a possibilidade de valorização dos dejetos da pecuária. Portanto, a gestão ambiental aplicada na solução do problema dos dejetos da pecuária estimula o uso de tecnologias que transformam os dejetos em fertilizantes, isso é economia circular.

A economia circular busca um ciclo fechado de produção e consumo em um sistema intencionalmente criado (GEISSDOERFER et al., 2017; GHISELLINI; CIALANI; ULGIATI, 2016). A tentativa de valorizar os subprodutos da pecuária não só existe como também está se acentuando. Ao observar os conceitos das publicações mais antigas e mais recentes percebe-se que as tentativas de valorização dos subprodutos da pecuária vem ganhando mais força nos últimos anos. A gestão ambiental e a compostagem são conceitos mais antigos. Biogás, digestão anaeróbica e fertilizantes são conceitos mais estudados atualmente, ver figura 5.

Conforme a escala na parte inferior direita da figura 4, as palavras mais amarelas são as palavras-chave dos estudos mais recentes enquanto as palavras roxas são os conceitos mais antigos. Dos 4 conceitos em amarelo 3 (fertilizantes, digestão anaeróbica e biogás) representam formas de valorização de dejetos seja por geração de energia, substituição de fertilizantes na agricultura ou ainda recuperação de compostos químicos para outros fins industriais (MASSARO et al., 2015; POESCHL; WARD; OWENDE, 2012; TAO; FATTAH; HUCHZERMEIER, 2016) A pesquisa atual está resolvendo as questões ambientais e criando uma nova fronteira para geração de valor.

Considerações Finais

A economia circular aplicada ao tratamento dos dejetos pode viabilizar a gestão ambiental e agregar valor para a pecuária. O primeiro ímpeto de respeitar os limites ambientais instituiu a necessidade da gestão ambiental e motivou pesquisas para resolver as externalidades negativas da pecuária. A pesquisa aplicada à gestão de dejetos na pecuária em primeiro momento busca soluções, mas em segundo momento começa a desvendar oportunidades de geração de valor, essa é a relação entre os conceitos de gestão ambiental e economia circular no contexto da pecuária.

As citações e publicações relacionadas à pecuária, gestão ambiental e economia circular aumentaram consideravelmente nos últimos anos. Em 1999 foi publicado o primeiro artigo tratando de gestão ambiental e pecuária, somente no ano de 2010 apareceu o primeiro artigo abordando economia circular e pecuária. Considerável fração dos artigos apresenta metodologia qualitativa, descritiva e experimental, ou seja, a maior parte das publicações aborda questões técnicas e desenvolve alternativas para o tratamento dos dejetos.

As alternativas desenvolvidas na maioria das vezes também representam formas de valorização de dejetos seja por geração de energia, substituição de fertilizantes ou recuperação de compostos químicos (MASSARO et al., 2015; POESCHL; WARD; OWENDE, 2012; TAO; FATTAH; HUCHZERMEIER, 2016). A dinâmica entre os conceitos de gestão ambiental e economia circular pode ser elucidado com a figura 6.

Se as tecnologias de gestão ambiental agregam valor aos dejetos significa que os pesquisadores estão resolvendo um problema ambiental e explorando uma nova fronteira de valor, isso em certa medida representa a emergência da economia circular no contexto da pecuária.

Estudos futuros podem explorar a emergência da economia circular na pecuária utilizando outras metodologias como estudos de caso, análises, entrevistas ou levantamentos. A emergência da economia circular pode ser investigada em outros setores. Partir da gestão ambiental pode ser um bom caminho para desenvolver um estudo nesse sentido.

Compreender a relação entre esses conceitos oferece suporte para pensar o fenômeno de migração do modelo de economia linear para um modelo de economia circular, seja no contexto do agronegócio ou até mesmo em outros setores. É fundamental compreender esse processo para direcionar estratégias de gestão e o desenvolvimento de novas técnicas e tecnologias. Já que os serviços ecossistêmicos possuem um valor intrínseco que pode ser considerado infinito (COSTANZA et al., 1997) é preciso que esse valor seja preservado.

Referencias

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HANSEN, S.; ENGELSTAD, F. Earthworm populations in a cool and wet district as affected by tractor traffic and fertilisation. Applied Soil Ecology, [s. l.], v. 13, n. 3, p. 237–250, 1999. Disponível em: https://doi.org/10.1016/S0929-1393(99)00037-2

HOLM-NIELSEN, J. B.; AL SEADI, T.; OLESKOWICZ-POPIEL, P. The future of anaerobic digestion and biogas utilization. Bioresource Technology, [s. l.], v. 100, n. 22, p. 5478–5484, 2009. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.12.046

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MANYI-LOH, C. E. et al. An overview of the control of bacterial pathogens in cattle manure. International Journal of Environmental Research and Public Health, [s. l.], v. 13, n. 9, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.3390/ijerph13090843

MASSARO, V. et al. The sustainability of anaerobic digestion plants: A win-win strategy for public and private bodies. Journal of Cleaner Production, [s. l.], v. 104, p. 445–459, 2015. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.05.021

MORSELETTO, P. Targets for a circular economy. Resources, Conservation and Recycling, [s. l.], v. 153, p. 104553, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2019.104553

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POESCHL, M.; WARD, S.; OWENDE, P. Environmental impacts of biogas deployment - Part II: Life Cycle Assessment of multiple production and utilization pathways. Journal of Cleaner Production, [s. l.], v. 24, p. 184–201, 2012. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2011.10.030

RIBEIRO, Eruin M et al. Feasibility of biogas and energy generation from poultry manure in Brazil. Waste Management & Research, [s. l.], v. 36, n. 3, p. 221–235, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1177/0734242X17751846

RIBEIRO, Eruin Martuscelli et al. Power generation potential in posture aviaries in Brazil in the context of a circular economy. Sustainable Energy Technologies and Assessments, [s. l.], v. 18, p. 153–163, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.seta.2016.10.009

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TAO, W.; FATTAH, K. P.; HUCHZERMEIER, M. P. Struvite recovery from anaerobically digested dairy manure: A review of application potential and hindrances. Journal of Environmental Management, [s. l.], v. 169, p. 46–57, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2015.12.006

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YANG, X. et al. Impact of composting methods on nitrogen retention and losses during dairy manure composting. International Journal of Environmental Research and Public Health, [s. l.], v. 16, n. 18, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.3390/ijerph16183324

ZHANG, J. et al. TG-FTIR and Py-GC/MS analyses of pyrolysis behaviors and products of cattle manure in CO2 and N2 atmospheres: Kinetic, thermodynamic, and machine-learning models. Energy Conversion and Management, [s. l.], v. 195, p. 346–359, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.05.019

ZHOU, S. et al. The influence of manure feedstock, slow pyrolysis, and hydrothermal temperature on manure thermochemical and combustion properties. Waste Management, [s. l.], v. 88, p. 85–95, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.03.025

Anexo 1 – Trabalhos Recuperados

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BLOUIN, M. et al. Vermicompost significantly affects plant growth. A meta-analysis. Agronomy for Sustainable Development, [s. l.], v. 39, n. 4, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s13593-019-0579-x

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BUSTAMANTE, M. A. et al. Composts from distillery wastes as peat substitutes for transplant production. Resources, Conservation and Recycling, [s. l.], v. 52, n. 5, p. 792–799, 2008. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2007.11.005

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HAZARIKA, J.; KHWAIRAKPAM, M. Evaluation of biodegradation feasibility through rotary drum composting recalcitrant primary paper mill sludge. Waste Management, [s. l.], v. 76, p. 275–283, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.03.044

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Diego Durante Mühl

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