Prof. Eduardo Mario Mendiondo,Prof. Eduardo Mario Mendiondo, EESC/USP

ConteúdosConteúdos

• Florestas plantadas

• Elementos regulatóriosElementos regulatórios

• Iniciativas no Brasil

• Provocações, devaneios e otimismo…

Florestas plantadas e águaFlorestas plantadas e água…

E li t Pi• Eucaliptus e Pinus spp• 400.000 ha (1966); 1 milhão ha (1973); 4,5 milhão ha (2010)• Ciclo curto de rotação, rápido crescimento• “Junto à expansão do setor florestal é mantida a preocupação com os 

efeitos ambientais envolvidos na produção florestal em larga escala. Dentre estes, os possíveis efeitos das florestas plantadas sobre os recursos , p phídricos sempre estiveram na mira de discussões acaloradas em vários países do mundo, principalmente no tocante ao consumo de água” (Lima 1993; Lima e Zakia, 2006; Scott, 2005).

• Hidrossolidariedade: uma estratégia mais justa de avaliação do consumo de água pelas florestas plantadas (Carolina Bozetti Rodrigues1; Eduardo Mario Mendiondo2; Walter de Paula Lima3; Silvio Frosini de Barros ; ;Ferraz3)

• Hidrologia, hidrologia, hidrologia…. 

1 MOTIVAÇÃO E DESAFIOS1. MOTIVAÇÃO E DESAFIOS

“Jandé retama icó poranga tyba...

O nh n u pupé i tinO nhengaru pupé i ytinga,

O nhengaru pupé i yguassuetê,

O nhengaru pupé i ibakaoby,

O nhengaru pupé i caaetê ”O nhengaru pupé i caaetê ...

“Nossa Terra é muito bela...

El t á i t liEla canta nas águas cristalinas...

Ela canta nos seus rios imensos...

Ela canta no seu céu azul...

Ela canta nas suas florestas ”Ela canta nas suas florestas...

(2002)

Contexto Estadual:

“Clima”

A.N.A.(Clima

“O nhengaru pupé i ibakaoby”  (“Ela canta no seu céu azul”)

História Clínica de Biomas: Vegetação potencial de América do Sul

ampton

 (2002)

e: University

 of Sou

tha

18000 anos atrás 8000 a 5000  atual

Fonte 18000 anos atrás

anos atrásatual

“O nhengaru pupé i caaetê” (“Ela canta nas suas florestas”)O nhengaru pupé i caaetê ( Ela canta nas suas florestas )

Floresta tropical (floresta perene or semi-perene de trópicos úmidos comumente alta)A “história clínica” de 18000 anos nos biomas da

ário Internacional, CYTED, São Carlos, SP, Brasilacia hidrográfica como unidade de gestão participativa”. Prof. Dr. Eduardo Mario Mendiondo

Floresta perene densa e temperada(moderadamente alta, muito densa e perene,

úmidos, comumente alta)A “história clínica” de 18000 anos nos biomas da região Sul‐Sudeste do Brasil

(moderadamente alta, muito densa e perene, coníferas abundantes, clima pouco úmido )

pton

 (200

2)

Semi-deserto

rsity

 of Sou

tham

p

de clima temperado(arbustos esparsos e/ou com pastos ralos) Fo

nte: Univer

Pastagem tropical( t d d t

Floresta de clima com estação “Savanna” (pastagem

18000 anos atrás, ... 8000 a 5000 anos atrás, ... ... potencial atual

(pastagem moderadamente fechado sem muitas árvores ou arbustos)

seca (altura média, de climas quentes)(p g

densa com poucas árvores e/ou arbustos)

Contexto Nacional: Ocupação de Biomas Brasileiros

A.(2

002)

A.N.A

Ano: 2002aprox. ano 1500

Ano: 2002

”Jandé retama icó poranga tyba”

(“nossa terra é muito bela”)bela )

Contexto Estadual: Ocupação de Biomas

02)

Ano: 2002

A.N.A.(2

00

aprox. ano 1500p

“O nhengaru pupé i ytinga”

(“ela canta nas águas cristalinas”)( g )

Bacias Hidrográficas

A.N.A.(2

002)

“O nhengaru pupé i yguasuetê”yg

(“ela canta nos seus rios imensos”)

Disponibilidade Hídrica

A.N.A.(2

002)

“O nhengaru pupé i yguasuetê”yguasuetê

(“ela canta nos seus rios imensos”)

(2002)

A.N.A.

“O nhengaru pupé i O nhengaru pupé i yguasuetê”

(“ela canta nos seus i i ”)rios imensos”)

Classificação de uso do solo – USP‐2 São Carlos (Benini & Mendiondo, 2003)

Estudo de caso: é possível um planejamento físico‐territorial com gestão participativa porbacias?

Planejamento do Campus II da USP

Potencial ambiental do Campus II (Tonissi et al)p ( )

Área de nascente do Córrego do Mineirinho.

Tubulação no leito do Mineirinho, à montante da área alagada.

Impactos nos córregos da implantação do Campus II

Projeto de Restauração Florestal na Área do Campus II – USP, São Carlos – SP (F. Tonissi & R. M. Benini, 2002)

Floresta paludosa (brejo) às margens do Córrego do Mineirinho. 

Projeto de Restauração Florestal na Área do Campus II – USP, São Carlos – SP (F. Tonissi & R. M. 7 Caso de estudoBenini, 2002)7. Caso de estudo

Brejo, próximo à fragmento de mata paludosa, plantas higrófitas (adaptadas ao solo permanentemente encharcado).

Projeto de Restauração Florestal na Área do Campus II – USP, São Carlos – SP (F. Tonissi & R. M. Benini, 2002)

Simulação hidrológica para planejamento físico‐territorial do Campus 2 da USP, São Carlos

50

60]

40

50

fica

[l/s/

km2]

30

ma

Esp

ecíf

Post-CampusII

A l

20

Vaz

ão M

áxi Atual

Simulação Plano Diretor(Fase 1)

Si l ã Pl Di t

0

10V Simulação Plano Diretor(Fase 2)

Pré-ocupação

0.1 1 10Area [km2]

Bacia 1

Bacia 5

Bacia 3

Bacia 4 Bacia 7

Bacia2

Simulação hidrológica para planejamento físico‐territorial do Campus 2 da USP, São Carlos

100.0050

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10.00

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de

5

Passivo 

1.00

al [%

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ch ambiental

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Pré-ocupaçãoAtual

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Post-campusII

0.1 1 10Area de bacia [km2]

O que é Water Footprint ?O que é Water Footprint ?

Water Footprint = Pegada HídricaWater Footprint Pegada Hídrica

‐Volume total de água usada, direta ou indiretamente, na produção de um

determinado produtodeterminado produto

-Dividido em dois componentes principais:

-Pegada indireta (cadeia de fornecedores)

-Água embutida na matéria prima utilizada na produção

-Pegada direta (operacional)

Água utilizada na produção propriamente dita-Água utilizada na produção propriamente dita

Componentes da Pegada da Água (WFP)Componentes da Pegada da Água (WFP)

Pegada da Água Direta Pegada da Água IndiretaPegada da Água Direta Pegada da Água Indireta

Á Pegada Verde Pegada Verde Consumde Á

gu

Água de Chuva

Pegada Azul Pegada Azul

mo

ua

Água Captada

Pegada Cinza Pegada Cinza

Poluiçãda

Ág

Água Recuperada

ãoua

[Hoekstra, 2008]

Exemplos de Pegada da ÁguaExemplos de Pegada da Água

E qual é a pegada da águaq p g gdo nosso produto?

b d d áSabemos nosso pegada de águaoperacional azul = índice deágua (hL/hL)água (hL/hL)

Mas qual é a pegada de águaq p g gda cadeia de fornecedores(indireta) e do pós consumo de

d ?nossos produtos?

Porque calcular a PegadaPorque calcular a Pegada Hídrica?Hídrica?

‐ Ter conhecimento do volume total de água utilizada (virtual e real)Ter conhecimento do volume total de água utilizada (virtual e real)

‐Maiores possibilidades de escolha entre fornecedores mais conscientes

‐Identificar os “hotspots” da produção

‐ Aumento da eficiência nos esforços de economizar água

‐ Responsabilidade e Transparência entre empresa e consumidores

I f ã id lh i i t t dif t‐ Informação aos consumidores para escolhas mais conscientes entre diferentes

marcas

‐ Aumentar a responsabilidade empresarial com a redução do consumo de água

/Agenda for the WWF/ACE Think Tank “Assessing the Water Impacts of Beverage Cartoons”

Wednesday 23th June 2010 BrusselsWednesday 23th June, 2010 ‐ Brussels

Forest and Water Cycle Session: 

Brazilian Case Study

Source:On linking forest and water footprint development

Source:On linking forest and water footprint developmentA short case study on the water/forest link in Brazil and how further water footprint methodology can be applied to inform further water footprint methodology can be applied to informmore sustainable water/forest managementE M Mendiondo, 2010

CONTENTSSUMMARY 21. INTRODUCTION 32. THE WATER‐FOREST LINK IN BRAZIL 33. WATER FOOTPRINT AND SUSTAINABLE WATER‐FOREST MANAGEMENT 74. WATER FOOTPRINT APPROACHES 105. EXAMPLES116 CHALLENGING ISSUES 136. CHALLENGING ISSUES 13APPENDIX 1: WATER‐FOREST SYSTEM AS A “BIG‐LEAF” WITH “WATER‐CARBON‐FOOTPRINT” 16APPENDIX 2: PRACTICAL IMPLICATIONS OF TRANSPIRATION PROCESS 19

Climate change: processes, characteristics andcharacteristics andthreaths

National water footprint (m3/cap/yr)

3000 Domestic water consumption Industrial goods Agricultural goods

National water footprint (m3/cap/yr)

2500

yr)

1500

2000

nt (m

3 /cap

/y

World average

1000

1500

ter f

ootp

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500

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Braz

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Mex

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Rus

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Nig

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Italy

USA

P In T

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

Long‐term scenarios (2000‐2100) of South American Gross Net Product (abscissae) and Sharing Community River Flows (per 1000 inhabitants)(abscissae) and Sharing Community River Flows (per 1000 inhabitants)

How does the Water Footprint help on risk management of

year 2000

How does the Water Footprint help on risk management of domestic consumption in order to achieve ‘leapfrogging” process of efficiency in using water resources at the long term?

2100

2100

21002100

: WF global ; reactive: WF global + ecoservices: WF local ; proactiveREDD : WF local mechanisms

* * Mendiondo (2009)

EFFICIENCY AND LCA: Long‐term scenarios (2000‐2100) of South American Gross Net Product (abscissae) VERSUS the Ratio between Water Withdrawal and Strategic

Year14 Global Orchestration

T h G d

Net Product (abscissae) VERSUS the Ratio between Water Withdrawal and Strategic River Flows

Year210012

%) =

90

TechnoGarden

Adapting Mosaic

8

10

omis

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raw

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Q9 Order from Strength

Year

Year 21006

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2100Year 2000

Year21002

4

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2100

00 20000 40000 60000 80000 100000

GDP per capita (US$/inhab.)* * Mendiondo (2009)

Brazilian Domestic Market Growth  2 trillion Euro/year

Revista Exame, Ed. 940, Ano 43,  N.6, 8/4/2009, 

(consumer’s sectors)

“Every R$ 1 spent at Brazilianat Brazilian domestic market represents 130 liters of waterliters of water footprint

Brazilian water footprint scenarios0,2

encyBrazilian water footprint scenarios 

100% = reference in 2010 0,1

Rel

ativ

e fr

eque

Brazilian Water Footprint

200

0,00 500 1000 1500 2000 2500 3000

Individual water footprint (m3/cap.year)

150

ylin

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F)

100

ctiv

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% =

200

9W

individual water footprint* 50Pro

spec

(100

%

02010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 20502010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Year* Eng Ambiental USP Sao Carlos (2009)

Water footprint and sustainable water‐forest management:

Assessment of deforestation vectors at tropicalAssessment of deforestation vectors at tropical

Feid & Lambin (LUCC Report Series, No. 4, 2001)

f hWater footprint approaches 

Simple green water footprint calculator:

( ) ( )( )

( )( ) ( ) paperAweight

paper

wood

wood

water tonPapertonm

tyPRoductiviyearhamFWYyearhamETP

mWF 4

3

113

1133 ⋅⋅= −−

−−

Neutral water footprint management practices related to complete water balance:(Life Cycle Assessment – LCA)

( )}

GarbageSewageQETRGarbageSewageQDilutionVWISupplyPX +++Δ ∑*

{ { ( ) { 4444 34444 21444444 3444444 21321greygreen

greygreybluegreenbluegreen

GarbageSewageQETRGarbageSewageQDilutionVWISupplyPX −−−−+++=Δ ∑ ,,

Forest‐Water Cycle Model:Forest Water Cycle Model:water evapotranspiration, carbon fixation and water pumping

Summary relationships of weight rate of transpiration per unit area (ordinate) regarding: proportional to soil plant hydraulic gradient (upper abscissa) proportional to power per unit areaproportional to soil plant hydraulic gradient (upper abscissa), proportional to power per unit area (lower abscissa), and inversely proportional to relative humidity (intermediate abscissa). 

E l 3Examples 12

3

Table 1 Averaged green water footprint of a

4

B ili d t ti f t f t t t l t f t i t

Table 1‐ Averaged green water footprint of a A4‐paper according to Brazilian forest stands at demonstrative pilot projects

Brazilian demonstrative forest forest wood yield

green water footprint of a A4-paper [liter]

neutral water footprint management practices

Caatinga, water scarcity forest moderate 10 high

35 d1

Amazon-savannah transition forest rapid 35 moderate

Amazon rainforest rapid 42 moderate

2

3

Subtropical ancient forest low 83 very low 4

49º00'21º45' 21º45'

Subtropical ancient forest: Demonstrative Pilot Project

21 4548º00'

21º45'Baixo Jacaré-Guaçu

Médio Jacaré Guaçu

47º45'22º00

Rio Tietê/Rio Claro

Médio Jacaré-Guaçu

Baixo/Médio Jacaré Pepira

Alto Jacaré-Guaçu

Baixo/Médio Jacaré-Pepira

47º45'22º15

Alto Jacaré-PepiraRio JaúRio Bauru

48º15'22º30'Rio Tietê/Rio Lençóis

Rio Jaú15 m3/s

Water Availability and Withdrawal (m3/s)

2010 2025 2050

“O”: Water Availability“D”: Water Withdrawal

0 m3/s

tempo

Water Availability and Withdrawal (m /s)

48º30'22º45'22º45'

49º00'

2010 2025 2050

O O OD D D

49º00'21º45' 21º45'

Subtropical ancient forest: Demonstrative Pilot Project

21 4548º00'

21º45'Baixo Jacaré-Guaçu

Médio Jacaré Guaçu

47º45'22º00

Rio Tietê/Rio Claro

Médio Jacaré-Guaçu

Baixo/Médio Jacaré Pepira

Alto Jacaré-Guaçu

Baixo/Médio Jacaré-Pepira

47º45'22º15

Alto Jacaré-PepiraRio JaúRio Bauru

48º15'22º30'Rio Tietê/Rio Lençóis

Rio Jaú

Virtual Water FluxVirtual Water Flux (from):Farm & ForestIndustry

48º30'22º45'22º45'

49º00'

IndustryNon‐consuntive

** Mendiondo (2008)

Change (%) of water treament costs downstream by expected land use change in headwatersland‐use change in headwaters

Brazilian pilot project

REDDplus mechanisms withREDDplus mechanisms with managed forests

Vectors of change and effects on beverage cartons sectors (Brazilian pilot project)

Water Footprint

Effects in beverage cartons (% of sector product; 2010‐2040)Vectors ofChange

Pollution Landfill

Water Footprint

green water

Eutrophication Pollution

Population Increase blue water

grey water

Water Supply 

‐100 ‐50 0 50

Global Warming 

Correspondence with Forest Footprint Disclosure (Annual Review 2009)

The water‐forest link in Brazilthi d l t bl k f i i f ti f t i th ld•third largest block of remaining frontier forest in the world

• 2.3 million Km2 (15‐17 % of world's remaining frontiers)  

•lost over 570,000 Km2 of its Amazonian forestlost over 570,000 Km of its Amazonian forest

• deforestation rate (1994‐1995): 29,000 Km2/year,

•Amazonian forest loss (1995‐2005): 17,600 Km2/year 

•Vectors of deforestation: wood extraction depicts 20‐30%•10‐fold increase in Amazon population (1960‐2000)

28 illi 3/ f P á M t G d R dô i t t•28 million m3/year from Pará, Mato Grosso and Rondônia states

•20% supplies Sao Paulo and Rio•80% of wood extraction illegal (estimate)80% of wood extraction illegal (estimate)

•29% of the Brazilian Amazon is designated as protected, 

•25% is privately owned and 46% is public land•5% of timber volume in the Amazon is FSC certified

Th t f t li k i B il ( t )The water‐forest link in Brazil (cont.)

•two major breadbaskets (Southern Brazil and Argentina) dependent•two major breadbaskets (Southern Brazil and Argentina) dependent on rain generated further north in the Amazon !

•Brazilian Forest Code (1965‐): Amazon landowners required to maintain 50‐80 %  of their property in native forests. 

•Ownership survey is mandatory (2010; Cadastro Ambiental Rural). 

•all landowners acknowledge CAR as a crucial step•all landowners acknowledge CAR as a crucial step. •Brazilian Government supports (i.e. €) standing forest services to indigenous people, as biodiversity niches or climate change regulators. 

•one of three cattle beefs is from deforested Amazon region

•every R$ 1 spent at domestic market equals 80 % of total Amazon green water footprintgreen water footprint

•2010 is an election year; all first ranked candidates put sustainable forest policy as one structural item for next Brazilian administration; 

• € 10.000 million investment from Brazilian Government to cellulose & paper industry

RemarksRemarks• how important forests are for water management

• how water footprint methodology understanding can• how water footprint methodology understanding canlead to better water/forest management.

•forest companies importing Brazilian timber for•forest companies importing Brazilian timber forprocessing it overseas

•to understand water footprint and work to reduce it.to understand water footprint and work to reduce it.

• Brazilian context as emerging global economy withdomestic legal backgrounds & constraintsg g

•Brazilian forests as water consumers and water providers

•recommendations for better management into watergfootprint methods towardsility

• Could downsizing forest footprint and banking onbiodiversity become good business?

Examples 

S b i l i f• Subtropical ancient forest• Weight (A4 paper): 80 g/m2 ; • Source of paper: wood • Annual evapotranspiration: 15000m3/ha/yr • Forest wood yield: 10 m3 of wood /ha/yr • Productivity of paper: 0.3 ton of paper / 1 m3 of wood • Green water footprint of paper: 16,667 m3/ton of paper (= 16,667litres/kg) 

• 1 A4 paper = 0.005 kg • 1 A4 paper = 83 litres (green water footprint)

Processo SMA Nro. 7.352/2010 /(DOE, 120 (244) ‐25

ANA, BB, FBB e WWF‐BRASIL INICIATIVE

AGRICULTURE & WATERAGRICULTURE & WATER

Foster and stimulate socio environmental sustainability with ya special focus on achieving a reduction of the water footprint of agriculture through the use of better agricultural and livestock‐raising practices.

INICIATIVE

Academy Develop and di i t b tt

Ri k

y

Companies

disseminate better agriculture practices and environmental

Sustainable Cities

RisksMitigation

Companies sustainability among strategic regions and

commodities

SustainableBusiness

Communication Society

AgricultureAnd Water

Government

Banks

ONGs

Banks

Relationship among the axisp gAXIS  3

Risks Mitigation

AXIS 4Sustainable BusinessBusiness 

AXIS 2Communication and Awareness  

Raisingg

AXIS 1Agriculture and Water/Sustainable cities

il j i b d lPilot projects in urban and rural areas

WAY FOR SUSTAINABLE AGRICULTURE

SCOPESCOPE

• Increase in environmental conformity of the micro‐basins in question

• Acquisition of knowledge of sustainable agricultural and livestock‐raising practices and their effective implementation by farmers;

PROJECT IMPACTS

• Social network duly qualified, mobilised and engaged in fostering greater efficiency of water use in agriculture;

PROJECT IMPACTS

PROJECT IMPACTS

Enhanced value attributed to agricultural producers ;

Ready access to lines of credit created and adapted to the new forms of business

Micro‐basin management models implemented

Recursos Hídricos Sustentáveis na direção de

8. SÍNTESE

uma Visão Cidadã nas Bacias Hidrográficas:

“A visão sustentável da água começa A visão sustentável da água começa ...

... com o planejamento físico‐... com o planejamento físicoterritorial das bacias hidrográficas”

... com a gestão da bacia hidrográficag

“Rayra Y Sui”y

‐Mamopé icó nde retama ?

‐Xe icó pará sui

Nde icó rayra pará y sui?‐Nde icó rayra pará y sui?

‐Eem, xe icó rayra y sui.“O filho das águas”

‐Onde é a tua terra ?Onde é a tua terra ? 

‐Eu sou do rio.

‐Tu és filho do rio?

‐Sim, sou filho das águas

Muito obrigadoMuito obrigado

Eduardo Mario Mendiondo

Escola de Engenharia de São Carlos

Universidade de São PauloUniversidade de São Paulo

Av Trabalhador Sancarlense, 400

13566‐590 São Carlos, SP

Tel: (16) 3373 9571

emm@sc.usp.br

e mario mendiondo@gmail come.mario.mendiondo@gmail.com