O objetivo do trabalho foi desenvolver uma proposta para avaliar a eficiência bioeconômica dos sistemas de produção de bovinos de corte na Fronteira Oeste do RS (capítulo II) e avaliar direcionadores de eficiência em sistemas de produção de bovinos de corte (capítulo III). Foram entrevistados 46 pecuaristas no período entre julho a dezembro de 2013, cujo sistema de produção está baseado em ciclo completo e com área maior ou igual a 900 ha. No tratamento dos dados e análises estatísticas foi utilizado o software Stastitical Analysis System 9.0 (SAS, 1999). Realizou-se a Análise de Correspondência Múltipla (ACM) para identificar a relação entre os pecuaristas e as variáveis analisadas (direcionadores e subfatores).Foram identificados três clusters, sendo estes nomeados em baixo (BNE), médio (MNE) e alto nível de eficiência (ANE).No capítulo II os subfatores resultantes de cada comparação (BNE x MNE; BNE x ANE e MNE x ANE) foram diferentes em função da comparação e da metodologia utilizada. Os pecuaristas BNE necessitam melhorar os processos básicos de produção como a gestão de tecnologias e o manejo sanitário em conjunto com a gestão financeira do sistema de produção. Os pecuaristas MNE necessitam otimizar o manejo de rotina com os animais, o manejo de pastagens e o cálculo de indicadores financeiros para tornarem-se altamente eficientes. No Capítulo III a realização da tipologia dos pecuaristas permitiu avaliar a eficiência bioeconômica dos sistemas de produção de bovinos de corte da Fronteira Oeste do RS. Os pecuaristas MNE foram mais eficientes bioeconomicamente em relação aos pecuaristas ANE em função do menor custo por hectare apresentado. A eficiência bioeconômica foi determinada pelo menor custo por hectare, pois a utilização das tecnologias não está sendo realizada da melhor forma tecnicamente. / The work's goal was to develop a proposal to evaluate the bioeconomic efficiency of beef cattle production systems in West Frontier RS (Chapter II) and evaluate drivers of efficiency in beef cattle production systems (Chapter III). We interviewed 46 ranchers in the period from July to December 2013, whose production system is based on full cycle and with an area greater than or equal to 900 ha. However, the statistical analysis considered 33 ranchers, because the other did not have the possibility to account for the productive and economic indicators for failure to record the data and were excluded from statistical analysis. In data processing and statistical analysis was used Stastitical Analysis System 9.0 (SAS, 1999) software. We performed multiple correspondence analysis (ACM) to identify the relationship between the farmers and the variables analyzed (drivers and sub-factors). Through cluster analysis, we identified the random formation of three clusters, which are named in low efficiency (LEL), average level of efficiency (MLE) and high efficiency (HLE) .In Chapter II sub-factors resulting from each comparison (LEL x MLE; LLE x HLE and MLE x HLE) were different depending on the comparison and the methodology used. Ranchers LLE need to improve the basic processes of production and management technologies and the sanitary management in conjunction with the financial management of the production system. Ranchers MLE need to optimize the routine handling with the animals, pasture management and the calculation of financial indicators to become highly efficient. In Chapter III the completion of the typology of ranchers allowed to evaluate the bioeconomic efficiency of beef cattle RS West Frontier production systems. Ranchers MLE were more efficient bioeconomically in relation to ranchers HLE due to the lower cost per hectare presented.

A produção de alimentos no mundo está condicionada à oferta e ao consumo de fertilizantes inorgânicos, obtidos de fontes naturais não renováveis. Existe um limite entrópico para o atendimento das necessidades crescentes de alimentos. A sustentabilidade da dinâmica dos sistemas agrícolas dependerá da adequação da produção de alimentos à quantidade de recursos naturais disponíveis. No presente trabalho nós testamos essa sustentabilidade, procurando analisar a eficiência do uso de fertilizantes inorgânicos na produção de soja, um dos alimentos básicos nas cadeias alimentares globais, segundo uma abordagem da bioeconomia fundamentada na termodinâmica. Com base nos dados de produção e área cultivada de soja no Brasil, como disponibilizados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), desenvolveu-se um modelo analítico baseado em programação matemática e no princípio de máxima entropia para estimar o uso de fertilizantes por extrato de área cultivada, bem como os respectivos custos totais de produção. Neste trabalho estimou-se a eficiência termodinâmica do uso de fertilizantes e a eficiência econômica da produção de soja nos diferentes extratos de área de produção. Para avaliar essas eficiências utilizou-se um conceito de retorno constante de produtividade da terra (RCP). Esse indicador define o rendimento relativo por hectare da produção de soja nos diferentes extratos de área. Assim, analisando o caso da produção de soja brasileira, verificou-se que no ano de 2008 o aumento de preços das matérias-primas para produzir fertilizantes levou a uma queda no seu respectivo consumo global. A partir dessa observação, procurou-se identificar os fundamentos da tomada de decisão do produtor de soja relativa ao emprego dos fertilizantes no Brasil. Verificou-se que o produtor de soja brasileiro decide as quantidades de fertilizantes que vai empregar, baseando-se na expectativa do lucro da respectiva safra. Os resultados apontam que essa decisão leva a um emprego ineficiente de fertilizantes inorgânicos entre os diferentes extratos de área, principalmente nos extratos inferiores a 20 hectares, em relação a produtores com área superior a 2500 hectares. Essa ineficiência relativa se dá devido ao fato de que, embora a taxa de aplicação de fertilizantes por hectare apresente diferenças pouco significativas entre os extratos de área, as respectivas produtividades são evidentemente distintas. A produtividade da terra em soja é menor nos extratos até 20 hectares, quando comparada à produtividade nos extratos superiores, ocorrendo casos em que essa diferença venha a ser até de duas toneladas de soja por hectare. No período de 1975 a 2011, anos selecionados para este estudo, outros extratos menores, mas superiores a 20 hectares, também apresentaram menor eficiência em relação ao uso de fertilizantes em comparação aos extratos superiores a 2500 hectares. Em relação à respectiva eficiência econômica, verificou-se que os custos de fertilizantes por tonelada de soja são similares entre os extratos, sugerindo-se uma homogeneidade em termos de estrutura de comercialização dos fertilizantes, o que acaba por impactar na lucratividade relativa da produção de soja. Os custos totais de produção refletem também a estrutura tecnológica adotada em cada extrato de área. Ao utilizar-se o conceito de RCP, verifica-se que extratos abaixo de 500 hectares possuem uma menor eficiência econômica quando comparadas com os extratos acima de 2500 hectares. Esses resultados indicam a necessidade de uma escala mínima de produção para o produtor manter-se competitivo do ponto de vista econômico. Desses resultados, e aproveitando-se a modelagem desenvolvida por este estudo, foram derivados alguns cenários pertinentes ao cultivo de soja no Brasil, relativos à produção, área, produtividade e uso de fertilizantes, bem como os custos de produção associados. O modelo desenvolvido para estimar as quantidades de fertilizantes inorgânicos utilizados pelos diferentes extratos de área, relativos à produção de soja, tem como principal característica oferecer a possibilidade de testar-se hipóteses sobre produção, área, produtividade e uso de fertilizantes. Esse modelo pode ser uma ferramenta de apoio à decisão, tanto para gestores de investimentos públicos na agricultura, quanto para a gestão nas unidades de produção agrícola. Os resultados deste presente trabalho sugerem que na produção de soja brasileira o uso de fertilizantes inorgânicos está desconectado de determinantes tecnológicos agronômicos, assim como está dissociado de questões relativas à segurança alimentar ou da sustentabilidade ambiental. Isso porque a tomada de decisão sobre o uso de fertilizantes inorgânicos na agricultura ignora a termodinâmica do processo produtivo como um todo. Para que a produção de soja no Brasil seja efetivamente eficiente e sustentável, do ponto de vista bioeconômico, ou seja, integrador das dimensões econômica, agronômica e termodinâmica, é necessário levar-se em consideração de que são imprescindíveis extratos de produção agrícola de áreas superiores, que contenham uma certa área mínima para a produção de soja, e que se redesenhe com propriedade as tecnologias empregadas nos seus respectivos sistemas de produção, levando-se em conta o limite entrópico da disponibilidade de fertilizantes inorgânicos no mundo. / Food production worldwide is conditioned to supply and consumption of inorganic fertilizers that are obtained from nonrenewable natural sources. The satisfaction of the increasing food needs is limited by an entropic threshold. Therefore, sustainability of the agricultural systems’ dynamics will depend on the adequacy of food production to the amount of available natural resources. In this paper, we examine such sustainability, seeking to analyze the efficiency of the inorganic fertilizers’ use in the production of soybean, one of the basic foods from the global food chain, according to a bioeconomic approach grounded on thermodynamics. Based on data on the soybean production and cultivated areas in Brazil, made available by the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IGBE, from the Brazilian Portuguese: “Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística”), we have developed an analytical model, which is based on mathematical programing and on the generalized maximum entropy principle, to estimate the use of fertilizers per level of cultivated land, as well as its full production costs. In this paper, we have estimated the efficiency of thermodynamics regarding the use of fertilizers and the economical efficiency of soybean production in different levels of cultivated land. To evaluate such efficiencies, a concept of constant return on land productivity (RCP, from the Brazilian Portuguese: “Retorno Constante de Produtividade”) has been used. This indicator defines the yield per hectare of soybean production in different levels of cultivated land. Thus, analyzing the case of Brazilian soybean production, it’s been asserted that during 2008 the increased price of raw materials used to produce fertilizers lead to a decline in its global consumption. From that observation, we have sought to identify the reasons behind soybean producers’ decision-making regarding the use of fertilizers in Brazil. We’ve discovered that Brazilian soybean producers decide on the amount of fertilizers they will use based on the expectations of profit regarding that particular crop. Results indicate that such decision leads to an inefficient use of inorganic fertilizers per different levels of cultivated land, mainly on portions lower than 20 hectares, from producers holding a field over 2500 hectares. Such relative inefficiency occurs due to the fact that, although the fertilizer’s usage rate per hectare shows little significant differences between producers, their yields are clearly distinct. The soil productivity of soybean is lower in portions up to 20 hectares in comparison to productivity on higher levels of cultivated land and there are instances where such difference is up to two tons of soybean per hectare. From 1975 to 2011, the period selected for this particular study, other smaller levels of cultivated land which were higher than 20 hectares, also evidenced a lower efficiency with regard to the use of fertilizers in comparison to levels higher than 2500 hectares. Regarding their economic efficiency, evidence showed that the costs of fertilizers per ton are similar between levels of cultivated land, suggesting homogeneity in terms of the fertilizers trading structure, resulting in an impact on the relative yielding of soybean production. Total production costs also reflect the technological structure adopted in each level of cultivated land. By applying the concept of RCP, it’s been ascertained that levels lower than 500 hectares have a lower economic efficiency when compared to levels higher than 2500 hectares. Such results indicate the need for a minimal production scale in order for the producer to keep their competitiveness, from an economic perspective. From these results, and taking advantage of the modeling developed for this study, some sceneries pertaining the soybean culture in Brazil have been derived that relate to production, area, yield, and use of fertilizers, as well as related production costs. The model developed to estimate the amounts of inorganic fertilizers used in soybean production, in different levels of cultivated land, holds as its main feature the fact that it allows for the testing of hypothesis on production, area, yield, and use of fertilizers. Such a model can be used as a decision-making supporting tool, both for public agricultural investment managers and for managing the agricultural production units (farms). This paper’s results suggest that, in Brazilian soybean production, the use of inorganic fertilizers is disconnected from agronomic technological determiners and dissociated from food safety and environmental sustainability issues. That happens because decision-making on agricultural use of fertilizers overlooks the thermodynamics of the productive process as a whole. In order for the soybean production in Brazil to be effectively efficient and sustainable, from the bioeconomic point of view, i.e., integrating the economic, agricultural, and thermodynamic dimensions, it is necessary to consider that they are fundamental portions of agricultural production in bigger areas, which contain a minimal area for the production of soybean, and to properly redesign the technologies applied in their production systems, taking into account the entropic threshold of availability of inorganic fertilizers in the world.

O aumento do consumo mundial de carnes, em função do crescimento da renda, principalmente nos países em desenvolvimento, alerta para o crescente uso de recursos naturais e geração de resíduos resultante destes processos. A carne de frango surge como a principal opção para suprir esta demanda, e o Brasil apresenta-se como um dos maiores players mundiais deste mercado. O Sul do Brasil, principal região produtora de frangos, enfrenta hoje questões ambientais relacionadas ao tratamento e destinação dos dejetos e a consequente contaminação do solo e dos lençóis freáticos, o que vem limitando a expansão do setor. Atualmente, a principal fonte proteica para nutrição animal é o farelo de soja, que por ser uma fonte nobre de alimento e energia (biocombustíveis), tem apresentado preços elevados no mercado mundial. O uso de insetos como fonte proteica alternativa à dieta de frangos de corte vem sendo estudado, a fim de suprir, pelo menos em parte, esta demanda. As larvas da mosca Black Soldier Fly (BSF) possuem capacidade para digerir grandes quantidades de matéria orgânica, tanto de substratos com origem vegetal como animal. Deste bioprocessamento resulta o farelo de insetos, rico em proteína e lipídios; a quitina, composto para uso farmacêutico; e o composto orgânico, com potencial para ser utilizado como biofertilizante. Apesar das limitações de ordem cultural, sanitárias e de escala de produção, para implantação desta tecnologia no curto prazo, seu potencial vem sendo confirmado Visando aproximar o uso de insetos à realidade brasileira, primeiramente, identificaram-se as espécies que mais se adaptam as condições edafoclimáticas, e aquelas com maior potencial para processar substratos menos nobres como resíduos de grãos e dejeto animal. De acordo com as 5 características desejáveis na escolha das espécies de insetos, proposta pela Food and Agriculture Organization (FAO), identificaram-se as larvas de BSF e de mosca doméstica, conforme discutido no Capítulo 3 da presente tese. A fim de identificar o status quo da avicultura brasileira do Sul do país, realizou-se a análise emergética de uma típica propriedade em sistema convencional de produção, com alto nível tecnológico. A discussão dos índices emergéticos e possibilidades de incremento em sustentabilidade foi apresentada no quarto capítulo da tese. Já o Capítulo 5, apresenta os resultados da análise emergética realizada num projeto piloto de criação e processamento de larvas de BSF no Brasil. A partir da análise bromatológica do substrato (resíduo de grãos), farelo de insetos e composto orgânico, provenientes deste projeto, determinou-se a transformidade do farelo de insetos. Esta contribuição inédita alimentará o banco de dados do International Society for the Advancement of Emergy Research (ISAER) Os demais índices emergéticos do processo foram calculados e, por meio de uma análise comparativa com o farelo de soja, também foram discutidos no terceiro artigo. Demonstrou-se os ganhos em sustentabilidade que esta inovação tecnológica pode provocar, tendo o farelo de insetos apresentado os melhores índices. Visando responder ao problema de pesquisa da presente tese: o uso de farelo de inseto pode aumentar a sustentabilidade da avicultura brasileira?; realizou-se a análise emergética comparativa de uma típica propriedade avícola em Chapecó, Santa Catarina, no ano de 2015, modificando somente a fonte proteica da dieta das aves. Foram identificados ganhos em transformidade (emergia por joule do produto), renovabilidade e nos demais índices emergéticos, demonstrando, que a inserção desta tecnologia, mesmo que no longo prazo, tem potencial para melhorar a sustentabilidade da produção de carne de frango. O apelo mundial por sustentabilidade na produção de carne é um constante desafio para os agronegócios. Mesmo com as limitações identificadas, que ainda requerem investigações e regulamentações, a tecnologia de produção de farelo de insetos apresenta-se como uma oportunidade para melhorar aspectos sociais e ambientais, além dos econômicos, voltados à sustentabilidade. / The worldwide increase of meat consumption due to growing income, especially in developing countries, alerts us to the escalating use of natural resources and waste generation from these processes. Poultry meat appears as the main option to meet this demand and Brazil represents the biggest world player in this market. The main Brazilian poultry production region, in the South, faces environmental concerns related to destination and treatment of this organic waste which is contaminating soil and groundwater. These issues are limiting the expansion of the poultry sector. Currently, soybean meal, the main protein source for animal nutrition and a noble source of energy (biofuels), is facing increasing prices in the world market. The use of insects as an alternative protein source for poultry diet has being studied, aiming to supply, at least in part, this demand. Black Soldier Fly (BSF) larvae have the capacity to digest huge volumes of organic material from both animal and vegetal origin. The products from this bioprocessing are insect meal, rich in protein and lipids; chitin, a pharmaceutical compound; and the organic compound that can be used as biofertilizer. Despite cultural, sanitary and scale production limitations to insert this technology in the short term, its potential is already confirmed. In Brazil, the species most adaptable to edaphoclimatic conditions and those with the greatest potential to bioprocess ‘poorer’ substrates such as grain residues and animal waste were identified as BSF and domestic fly larvae These species show the five desirable characteristics proposed by the Food and Agriculture Organization (FAO) as discussed in Chapter Three of the thesis. An emergetic analysis of a typical farm in a conventional production system with an advanced technological level was conducted to identify the status quo of Brazilian poultry production in the Southern region. Emergetic index and the possibilities to increase sustainability of the sector are presented in Chapter Four. Chapter Five presents results from an emergy assessment of a pilot project of rearing and processing BSF larvae in Brazil. Through bromatological analysis of the substrate (grain residue), insect meal and organic compound from this project, the transformity of insect meal was determined. This unpublished contribution can feed into the database of the International Society for the Advancement of Emergy Research (ISAER). Remaining emergetic index from the process was calculated and discussed in the third article. Gains in sustainability and better index was demonstrated in favor of insect meal The research study was designed to answer the question: Can use of insect meal increase sustainability in Brazilian poultry production? A comparative emergy assessment was carried out on a typical poultry farm in Chapecó, Santa Catarina, in 2015, in which only the protein source of the poultry diet was modified. Transformity (emergy per joule of product), renewability and remaining index was calculated. It demonstrated that, even over a longer period of time, this technology has the potential to improve sustainability in poultry production. The worldwide appeal for sustainability in meat production is a constant challenge to agribusiness. Even with some limitations that still require research, the technology of insect meal is an opportunity to improve social and environmental aspects, as well as economic, while directed at sustainability.

A produção de alimentos no mundo está condicionada à oferta e ao consumo de fertilizantes inorgânicos, obtidos de fontes naturais não renováveis. Existe um limite entrópico para o atendimento das necessidades crescentes de alimentos. A sustentabilidade da dinâmica dos sistemas agrícolas dependerá da adequação da produção de alimentos à quantidade de recursos naturais disponíveis. No presente trabalho nós testamos essa sustentabilidade, procurando analisar a eficiência do uso de fertilizantes inorgânicos na produção de soja, um dos alimentos básicos nas cadeias alimentares globais, segundo uma abordagem da bioeconomia fundamentada na termodinâmica. Com base nos dados de produção e área cultivada de soja no Brasil, como disponibilizados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), desenvolveu-se um modelo analítico baseado em programação matemática e no princípio de máxima entropia para estimar o uso de fertilizantes por extrato de área cultivada, bem como os respectivos custos totais de produção. Neste trabalho estimou-se a eficiência termodinâmica do uso de fertilizantes e a eficiência econômica da produção de soja nos diferentes extratos de área de produção. Para avaliar essas eficiências utilizou-se um conceito de retorno constante de produtividade da terra (RCP). Esse indicador define o rendimento relativo por hectare da produção de soja nos diferentes extratos de área. Assim, analisando o caso da produção de soja brasileira, verificou-se que no ano de 2008 o aumento de preços das matérias-primas para produzir fertilizantes levou a uma queda no seu respectivo consumo global. A partir dessa observação, procurou-se identificar os fundamentos da tomada de decisão do produtor de soja relativa ao emprego dos fertilizantes no Brasil. Verificou-se que o produtor de soja brasileiro decide as quantidades de fertilizantes que vai empregar, baseando-se na expectativa do lucro da respectiva safra. Os resultados apontam que essa decisão leva a um emprego ineficiente de fertilizantes inorgânicos entre os diferentes extratos de área, principalmente nos extratos inferiores a 20 hectares, em relação a produtores com área superior a 2500 hectares. Essa ineficiência relativa se dá devido ao fato de que, embora a taxa de aplicação de fertilizantes por hectare apresente diferenças pouco significativas entre os extratos de área, as respectivas produtividades são evidentemente distintas. A produtividade da terra em soja é menor nos extratos até 20 hectares, quando comparada à produtividade nos extratos superiores, ocorrendo casos em que essa diferença venha a ser até de duas toneladas de soja por hectare. No período de 1975 a 2011, anos selecionados para este estudo, outros extratos menores, mas superiores a 20 hectares, também apresentaram menor eficiência em relação ao uso de fertilizantes em comparação aos extratos superiores a 2500 hectares. Em relação à respectiva eficiência econômica, verificou-se que os custos de fertilizantes por tonelada de soja são similares entre os extratos, sugerindo-se uma homogeneidade em termos de estrutura de comercialização dos fertilizantes, o que acaba por impactar na lucratividade relativa da produção de soja. Os custos totais de produção refletem também a estrutura tecnológica adotada em cada extrato de área. Ao utilizar-se o conceito de RCP, verifica-se que extratos abaixo de 500 hectares possuem uma menor eficiência econômica quando comparadas com os extratos acima de 2500 hectares. Esses resultados indicam a necessidade de uma escala mínima de produção para o produtor manter-se competitivo do ponto de vista econômico. Desses resultados, e aproveitando-se a modelagem desenvolvida por este estudo, foram derivados alguns cenários pertinentes ao cultivo de soja no Brasil, relativos à produção, área, produtividade e uso de fertilizantes, bem como os custos de produção associados. O modelo desenvolvido para estimar as quantidades de fertilizantes inorgânicos utilizados pelos diferentes extratos de área, relativos à produção de soja, tem como principal característica oferecer a possibilidade de testar-se hipóteses sobre produção, área, produtividade e uso de fertilizantes. Esse modelo pode ser uma ferramenta de apoio à decisão, tanto para gestores de investimentos públicos na agricultura, quanto para a gestão nas unidades de produção agrícola. Os resultados deste presente trabalho sugerem que na produção de soja brasileira o uso de fertilizantes inorgânicos está desconectado de determinantes tecnológicos agronômicos, assim como está dissociado de questões relativas à segurança alimentar ou da sustentabilidade ambiental. Isso porque a tomada de decisão sobre o uso de fertilizantes inorgânicos na agricultura ignora a termodinâmica do processo produtivo como um todo. Para que a produção de soja no Brasil seja efetivamente eficiente e sustentável, do ponto de vista bioeconômico, ou seja, integrador das dimensões econômica, agronômica e termodinâmica, é necessário levar-se em consideração de que são imprescindíveis extratos de produção agrícola de áreas superiores, que contenham uma certa área mínima para a produção de soja, e que se redesenhe com propriedade as tecnologias empregadas nos seus respectivos sistemas de produção, levando-se em conta o limite entrópico da disponibilidade de fertilizantes inorgânicos no mundo. / Food production worldwide is conditioned to supply and consumption of inorganic fertilizers that are obtained from nonrenewable natural sources. The satisfaction of the increasing food needs is limited by an entropic threshold. Therefore, sustainability of the agricultural systems’ dynamics will depend on the adequacy of food production to the amount of available natural resources. In this paper, we examine such sustainability, seeking to analyze the efficiency of the inorganic fertilizers’ use in the production of soybean, one of the basic foods from the global food chain, according to a bioeconomic approach grounded on thermodynamics. Based on data on the soybean production and cultivated areas in Brazil, made available by the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IGBE, from the Brazilian Portuguese: “Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística”), we have developed an analytical model, which is based on mathematical programing and on the generalized maximum entropy principle, to estimate the use of fertilizers per level of cultivated land, as well as its full production costs. In this paper, we have estimated the efficiency of thermodynamics regarding the use of fertilizers and the economical efficiency of soybean production in different levels of cultivated land. To evaluate such efficiencies, a concept of constant return on land productivity (RCP, from the Brazilian Portuguese: “Retorno Constante de Produtividade”) has been used. This indicator defines the yield per hectare of soybean production in different levels of cultivated land. Thus, analyzing the case of Brazilian soybean production, it’s been asserted that during 2008 the increased price of raw materials used to produce fertilizers lead to a decline in its global consumption. From that observation, we have sought to identify the reasons behind soybean producers’ decision-making regarding the use of fertilizers in Brazil. We’ve discovered that Brazilian soybean producers decide on the amount of fertilizers they will use based on the expectations of profit regarding that particular crop. Results indicate that such decision leads to an inefficient use of inorganic fertilizers per different levels of cultivated land, mainly on portions lower than 20 hectares, from producers holding a field over 2500 hectares. Such relative inefficiency occurs due to the fact that, although the fertilizer’s usage rate per hectare shows little significant differences between producers, their yields are clearly distinct. The soil productivity of soybean is lower in portions up to 20 hectares in comparison to productivity on higher levels of cultivated land and there are instances where such difference is up to two tons of soybean per hectare. From 1975 to 2011, the period selected for this particular study, other smaller levels of cultivated land which were higher than 20 hectares, also evidenced a lower efficiency with regard to the use of fertilizers in comparison to levels higher than 2500 hectares. Regarding their economic efficiency, evidence showed that the costs of fertilizers per ton are similar between levels of cultivated land, suggesting homogeneity in terms of the fertilizers trading structure, resulting in an impact on the relative yielding of soybean production. Total production costs also reflect the technological structure adopted in each level of cultivated land. By applying the concept of RCP, it’s been ascertained that levels lower than 500 hectares have a lower economic efficiency when compared to levels higher than 2500 hectares. Such results indicate the need for a minimal production scale in order for the producer to keep their competitiveness, from an economic perspective. From these results, and taking advantage of the modeling developed for this study, some sceneries pertaining the soybean culture in Brazil have been derived that relate to production, area, yield, and use of fertilizers, as well as related production costs. The model developed to estimate the amounts of inorganic fertilizers used in soybean production, in different levels of cultivated land, holds as its main feature the fact that it allows for the testing of hypothesis on production, area, yield, and use of fertilizers. Such a model can be used as a decision-making supporting tool, both for public agricultural investment managers and for managing the agricultural production units (farms). This paper’s results suggest that, in Brazilian soybean production, the use of inorganic fertilizers is disconnected from agronomic technological determiners and dissociated from food safety and environmental sustainability issues. That happens because decision-making on agricultural use of fertilizers overlooks the thermodynamics of the productive process as a whole. In order for the soybean production in Brazil to be effectively efficient and sustainable, from the bioeconomic point of view, i.e., integrating the economic, agricultural, and thermodynamic dimensions, it is necessary to consider that they are fundamental portions of agricultural production in bigger areas, which contain a minimal area for the production of soybean, and to properly redesign the technologies applied in their production systems, taking into account the entropic threshold of availability of inorganic fertilizers in the world.

O aumento do consumo mundial de carnes, em função do crescimento da renda, principalmente nos países em desenvolvimento, alerta para o crescente uso de recursos naturais e geração de resíduos resultante destes processos. A carne de frango surge como a principal opção para suprir esta demanda, e o Brasil apresenta-se como um dos maiores players mundiais deste mercado. O Sul do Brasil, principal região produtora de frangos, enfrenta hoje questões ambientais relacionadas ao tratamento e destinação dos dejetos e a consequente contaminação do solo e dos lençóis freáticos, o que vem limitando a expansão do setor. Atualmente, a principal fonte proteica para nutrição animal é o farelo de soja, que por ser uma fonte nobre de alimento e energia (biocombustíveis), tem apresentado preços elevados no mercado mundial. O uso de insetos como fonte proteica alternativa à dieta de frangos de corte vem sendo estudado, a fim de suprir, pelo menos em parte, esta demanda. As larvas da mosca Black Soldier Fly (BSF) possuem capacidade para digerir grandes quantidades de matéria orgânica, tanto de substratos com origem vegetal como animal. Deste bioprocessamento resulta o farelo de insetos, rico em proteína e lipídios; a quitina, composto para uso farmacêutico; e o composto orgânico, com potencial para ser utilizado como biofertilizante. Apesar das limitações de ordem cultural, sanitárias e de escala de produção, para implantação desta tecnologia no curto prazo, seu potencial vem sendo confirmado Visando aproximar o uso de insetos à realidade brasileira, primeiramente, identificaram-se as espécies que mais se adaptam as condições edafoclimáticas, e aquelas com maior potencial para processar substratos menos nobres como resíduos de grãos e dejeto animal. De acordo com as 5 características desejáveis na escolha das espécies de insetos, proposta pela Food and Agriculture Organization (FAO), identificaram-se as larvas de BSF e de mosca doméstica, conforme discutido no Capítulo 3 da presente tese. A fim de identificar o status quo da avicultura brasileira do Sul do país, realizou-se a análise emergética de uma típica propriedade em sistema convencional de produção, com alto nível tecnológico. A discussão dos índices emergéticos e possibilidades de incremento em sustentabilidade foi apresentada no quarto capítulo da tese. Já o Capítulo 5, apresenta os resultados da análise emergética realizada num projeto piloto de criação e processamento de larvas de BSF no Brasil. A partir da análise bromatológica do substrato (resíduo de grãos), farelo de insetos e composto orgânico, provenientes deste projeto, determinou-se a transformidade do farelo de insetos. Esta contribuição inédita alimentará o banco de dados do International Society for the Advancement of Emergy Research (ISAER) Os demais índices emergéticos do processo foram calculados e, por meio de uma análise comparativa com o farelo de soja, também foram discutidos no terceiro artigo. Demonstrou-se os ganhos em sustentabilidade que esta inovação tecnológica pode provocar, tendo o farelo de insetos apresentado os melhores índices. Visando responder ao problema de pesquisa da presente tese: o uso de farelo de inseto pode aumentar a sustentabilidade da avicultura brasileira?; realizou-se a análise emergética comparativa de uma típica propriedade avícola em Chapecó, Santa Catarina, no ano de 2015, modificando somente a fonte proteica da dieta das aves. Foram identificados ganhos em transformidade (emergia por joule do produto), renovabilidade e nos demais índices emergéticos, demonstrando, que a inserção desta tecnologia, mesmo que no longo prazo, tem potencial para melhorar a sustentabilidade da produção de carne de frango. O apelo mundial por sustentabilidade na produção de carne é um constante desafio para os agronegócios. Mesmo com as limitações identificadas, que ainda requerem investigações e regulamentações, a tecnologia de produção de farelo de insetos apresenta-se como uma oportunidade para melhorar aspectos sociais e ambientais, além dos econômicos, voltados à sustentabilidade. / The worldwide increase of meat consumption due to growing income, especially in developing countries, alerts us to the escalating use of natural resources and waste generation from these processes. Poultry meat appears as the main option to meet this demand and Brazil represents the biggest world player in this market. The main Brazilian poultry production region, in the South, faces environmental concerns related to destination and treatment of this organic waste which is contaminating soil and groundwater. These issues are limiting the expansion of the poultry sector. Currently, soybean meal, the main protein source for animal nutrition and a noble source of energy (biofuels), is facing increasing prices in the world market. The use of insects as an alternative protein source for poultry diet has being studied, aiming to supply, at least in part, this demand. Black Soldier Fly (BSF) larvae have the capacity to digest huge volumes of organic material from both animal and vegetal origin. The products from this bioprocessing are insect meal, rich in protein and lipids; chitin, a pharmaceutical compound; and the organic compound that can be used as biofertilizer. Despite cultural, sanitary and scale production limitations to insert this technology in the short term, its potential is already confirmed. In Brazil, the species most adaptable to edaphoclimatic conditions and those with the greatest potential to bioprocess ‘poorer’ substrates such as grain residues and animal waste were identified as BSF and domestic fly larvae These species show the five desirable characteristics proposed by the Food and Agriculture Organization (FAO) as discussed in Chapter Three of the thesis. An emergetic analysis of a typical farm in a conventional production system with an advanced technological level was conducted to identify the status quo of Brazilian poultry production in the Southern region. Emergetic index and the possibilities to increase sustainability of the sector are presented in Chapter Four. Chapter Five presents results from an emergy assessment of a pilot project of rearing and processing BSF larvae in Brazil. Through bromatological analysis of the substrate (grain residue), insect meal and organic compound from this project, the transformity of insect meal was determined. This unpublished contribution can feed into the database of the International Society for the Advancement of Emergy Research (ISAER). Remaining emergetic index from the process was calculated and discussed in the third article. Gains in sustainability and better index was demonstrated in favor of insect meal The research study was designed to answer the question: Can use of insect meal increase sustainability in Brazilian poultry production? A comparative emergy assessment was carried out on a typical poultry farm in Chapecó, Santa Catarina, in 2015, in which only the protein source of the poultry diet was modified. Transformity (emergy per joule of product), renewability and remaining index was calculated. It demonstrated that, even over a longer period of time, this technology has the potential to improve sustainability in poultry production. The worldwide appeal for sustainability in meat production is a constant challenge to agribusiness. Even with some limitations that still require research, the technology of insect meal is an opportunity to improve social and environmental aspects, as well as economic, while directed at sustainability.

O objetivo do trabalho foi desenvolver uma proposta para avaliar a eficiência bioeconômica dos sistemas de produção de bovinos de corte na Fronteira Oeste do RS (capítulo II) e avaliar direcionadores de eficiência em sistemas de produção de bovinos de corte (capítulo III). Foram entrevistados 46 pecuaristas no período entre julho a dezembro de 2013, cujo sistema de produção está baseado em ciclo completo e com área maior ou igual a 900 ha. No tratamento dos dados e análises estatísticas foi utilizado o software Stastitical Analysis System 9.0 (SAS, 1999). Realizou-se a Análise de Correspondência Múltipla (ACM) para identificar a relação entre os pecuaristas e as variáveis analisadas (direcionadores e subfatores).Foram identificados três clusters, sendo estes nomeados em baixo (BNE), médio (MNE) e alto nível de eficiência (ANE).No capítulo II os subfatores resultantes de cada comparação (BNE x MNE; BNE x ANE e MNE x ANE) foram diferentes em função da comparação e da metodologia utilizada. Os pecuaristas BNE necessitam melhorar os processos básicos de produção como a gestão de tecnologias e o manejo sanitário em conjunto com a gestão financeira do sistema de produção. Os pecuaristas MNE necessitam otimizar o manejo de rotina com os animais, o manejo de pastagens e o cálculo de indicadores financeiros para tornarem-se altamente eficientes. No Capítulo III a realização da tipologia dos pecuaristas permitiu avaliar a eficiência bioeconômica dos sistemas de produção de bovinos de corte da Fronteira Oeste do RS. Os pecuaristas MNE foram mais eficientes bioeconomicamente em relação aos pecuaristas ANE em função do menor custo por hectare apresentado. A eficiência bioeconômica foi determinada pelo menor custo por hectare, pois a utilização das tecnologias não está sendo realizada da melhor forma tecnicamente. / The work's goal was to develop a proposal to evaluate the bioeconomic efficiency of beef cattle production systems in West Frontier RS (Chapter II) and evaluate drivers of efficiency in beef cattle production systems (Chapter III). We interviewed 46 ranchers in the period from July to December 2013, whose production system is based on full cycle and with an area greater than or equal to 900 ha. However, the statistical analysis considered 33 ranchers, because the other did not have the possibility to account for the productive and economic indicators for failure to record the data and were excluded from statistical analysis. In data processing and statistical analysis was used Stastitical Analysis System 9.0 (SAS, 1999) software. We performed multiple correspondence analysis (ACM) to identify the relationship between the farmers and the variables analyzed (drivers and sub-factors). Through cluster analysis, we identified the random formation of three clusters, which are named in low efficiency (LEL), average level of efficiency (MLE) and high efficiency (HLE) .In Chapter II sub-factors resulting from each comparison (LEL x MLE; LLE x HLE and MLE x HLE) were different depending on the comparison and the methodology used. Ranchers LLE need to improve the basic processes of production and management technologies and the sanitary management in conjunction with the financial management of the production system. Ranchers MLE need to optimize the routine handling with the animals, pasture management and the calculation of financial indicators to become highly efficient. In Chapter III the completion of the typology of ranchers allowed to evaluate the bioeconomic efficiency of beef cattle RS West Frontier production systems. Ranchers MLE were more efficient bioeconomically in relation to ranchers HLE due to the lower cost per hectare presented.

abstract: This work is an assemblage of three applied projects that address the institutional and spatial constraints to managing threatened and endangered (T & E) terrestrial species. The first project looks at the role of the Endangered Species Act (ESA) in protecting wildlife and whether banning non–conservation activities on multi-use federal lands is socially optimal. A bioeconomic model is used to identify scenarios where ESA–imposed regulations emerge as optimal strategies and to facilitate discussion on feasible long–term strategies in light of the ongoing public land–use debate. Results suggest that banning harmful activities is a preferred strategy when valued species are in decline or exposed to poor habitat quality. However such a strategy cannot be sustained in perpetuity, a switch to land–use practices characteristic of habitat conservation plans is recommended. The spatial portion of this study is motivated by the need for a more systematic quantification and assessment of landscape structure ahead of species reintroduction; this portion is further broken up into two parts. The first explores how connectivity between habitat patches promotes coexistence among multiple interacting species. An agent–based model of a two–patch metapopulation is developed with local predator–prey dynamics and density–dependent dispersal. The simulation experiment suggests that connectivity levels at both extremes, representing very little risk and high risk of species mortality, do not augment the likelihood of coexistence while intermediate levels do. Furthermore, the probability of coexistence increases and spans a wide range of connectivity levels when individual dispersal is less probabilistic and more dependent on population feedback. Second, a novel approach to quantifying network structure is developed using the statistical method of moments. This measurement framework is then used to index habitat networks and assess their capacity to drive three main ecological processes: dispersal, survival, and coexistence. Results indicate that the moments approach outperforms single summary metrics and accounts for a majority of the variation in process outcomes. The hierarchical measurement scheme is helpful for indicating when additional structural information is needed to determine ecological function. However, the qualitative trend between network indicator and function is, at times, unintuitive and unstable in certain areas of the metric space. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Applied Mathematics for the Life and Social Sciences 2013

O objetivo do trabalho foi desenvolver uma proposta para avaliar a eficiência bioeconômica dos sistemas de produção de bovinos de corte na Fronteira Oeste do RS (capítulo II) e avaliar direcionadores de eficiência em sistemas de produção de bovinos de corte (capítulo III). Foram entrevistados 46 pecuaristas no período entre julho a dezembro de 2013, cujo sistema de produção está baseado em ciclo completo e com área maior ou igual a 900 ha. No tratamento dos dados e análises estatísticas foi utilizado o software Stastitical Analysis System 9.0 (SAS, 1999). Realizou-se a Análise de Correspondência Múltipla (ACM) para identificar a relação entre os pecuaristas e as variáveis analisadas (direcionadores e subfatores).Foram identificados três clusters, sendo estes nomeados em baixo (BNE), médio (MNE) e alto nível de eficiência (ANE).No capítulo II os subfatores resultantes de cada comparação (BNE x MNE; BNE x ANE e MNE x ANE) foram diferentes em função da comparação e da metodologia utilizada. Os pecuaristas BNE necessitam melhorar os processos básicos de produção como a gestão de tecnologias e o manejo sanitário em conjunto com a gestão financeira do sistema de produção. Os pecuaristas MNE necessitam otimizar o manejo de rotina com os animais, o manejo de pastagens e o cálculo de indicadores financeiros para tornarem-se altamente eficientes. No Capítulo III a realização da tipologia dos pecuaristas permitiu avaliar a eficiência bioeconômica dos sistemas de produção de bovinos de corte da Fronteira Oeste do RS. Os pecuaristas MNE foram mais eficientes bioeconomicamente em relação aos pecuaristas ANE em função do menor custo por hectare apresentado. A eficiência bioeconômica foi determinada pelo menor custo por hectare, pois a utilização das tecnologias não está sendo realizada da melhor forma tecnicamente. / The work's goal was to develop a proposal to evaluate the bioeconomic efficiency of beef cattle production systems in West Frontier RS (Chapter II) and evaluate drivers of efficiency in beef cattle production systems (Chapter III). We interviewed 46 ranchers in the period from July to December 2013, whose production system is based on full cycle and with an area greater than or equal to 900 ha. However, the statistical analysis considered 33 ranchers, because the other did not have the possibility to account for the productive and economic indicators for failure to record the data and were excluded from statistical analysis. In data processing and statistical analysis was used Stastitical Analysis System 9.0 (SAS, 1999) software. We performed multiple correspondence analysis (ACM) to identify the relationship between the farmers and the variables analyzed (drivers and sub-factors). Through cluster analysis, we identified the random formation of three clusters, which are named in low efficiency (LEL), average level of efficiency (MLE) and high efficiency (HLE) .In Chapter II sub-factors resulting from each comparison (LEL x MLE; LLE x HLE and MLE x HLE) were different depending on the comparison and the methodology used. Ranchers LLE need to improve the basic processes of production and management technologies and the sanitary management in conjunction with the financial management of the production system. Ranchers MLE need to optimize the routine handling with the animals, pasture management and the calculation of financial indicators to become highly efficient. In Chapter III the completion of the typology of ranchers allowed to evaluate the bioeconomic efficiency of beef cattle RS West Frontier production systems. Ranchers MLE were more efficient bioeconomically in relation to ranchers HLE due to the lower cost per hectare presented.

Esse trabalho objetivou investigar o potencial dos extratos aquosos das cascas de barbatimão (Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville) e sangra dágua (Croton urucurana Baill.) como corante natural têxtil. Os extratos foram caracterizados quanto ao pH, o teor de sólidos totais e a estabilidade no armazenamento. Os extratos foram liofilizados e avaliados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Foram realizados experimentos preliminares de tingimento em tecidos multifibra e em diferentes concentrações dos extratos. A partir desses experimentos, foram definidas as variáveis temperatura, tempo e concentração do extrato para o estudo do tingimento por planejamento experimental 2³, em tecidos 100 % algodão e 100 % lã. Os tecidos tingidos em condição otimizada, sem e com mordentes metálicos, foram avaliados quanto à cor, a solidez de cor à luz, à lavagem, à fricção e ao suor. Os efluentes foram coletados e caracterizados quanto ao pH, turbidez, sólidos totais dissolvidos (STD), oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO) e teores de ferro e alumínio dissolvidos. Foram conduzidos ensaios bacteriológicos nos extratos aquosos, etanólicos e liofilizados e nos tecidos tingidos. Os resultados das análises por FTIR indicaram a presença de taninos, lignina e celulose nos extratos. Pelo estudo de estabilidade os extratos possuem duração de 42 dias. Nas análises por TG, os extratos obtiveram perda de massa total similares e não geraram alteração na degradação dos tecidos tingidos. Na análise por DSC os extratos obtiveram picos endotérmico e exotérmixo em temperaturas próximas. As melhores condições para o tingimento dos tecidos avaliados é em 98 °C, por 60 min e na concentração de 100 % do extrato. A solidez de cor dos tecidos tingidos variou de baixa a excelente. Os extratos liofilizados apresentaram propriedades antibacterianas. Os efluentes apresentaram valores de STD, DBO, DQO e alumínio e ferro dissolvidos acima dos limites determinados pela legislação nacional. De modo geral, os resultados obtidos indicam que os extratos das cascas de barbatimão e sangra dágua são promissores para serem utilizados como corantes naturais têxteis / This research aimed to investigate the potential of aqueous extracts of barbatimão (Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville) and sangra dágua (Croton urucurana Baill.) bark as natural textile dyes. The extracts were characterized for pH, total solids content and storage stability. The extracts were lyophilized and evaluated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). Preliminary dyeing experiments were carried out on multifiber fabrics and at different extracts concentrations. From these experiments, the variables temperature, time and concentration of the extract for the study of dyeing by experimental design 2³ in 100 % cotton and 100 % wool fabrics were defined. Fabrics dyed in optimized condition, using metal mordants and with no mordents, were evaluated by colorimetry, color fastness to light, wash, rubbing and perspiration. The effluents were collected and characterized by pH, turbidity, total dissolved solids (TDS), dissolved oxygen, biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD) and dissolved iron and aluminum contents. Bacteriological tests were conducted on aqueous, ethanolic and lyophilized extracts and on dyed fabrics. The results of the FTIR analysis indicated the presence of tannins, lignin and cellulose in the extracts. By the stability study were found that the extracts have a duration of 42 days. In the TG analyzes, the extracts obtained similar total mass loss and did not generate alteration in the degradation of the dyed fabrics. In the DSC analysis the extracts obtained endothermic and exotherm peaks at near temperatures. The optimized dyeing for the evaluated fabrics is at 98 °C for 60 min and at the concentration of 100 % of the extract. The color fastness of the dyed fabrics ranged from low to excellent. Lyophilized extracts showed antibacterial properties. The wastewater showed values of TDS, BOD, COD and aluminum and iron dissolved above the limits determined by national legislation. In general, the results indicate that barbatimão and sangra dágua extracts are promising for use as natural textile dyes

O aumento do consumo mundial de carnes, em função do crescimento da renda, principalmente nos países em desenvolvimento, alerta para o crescente uso de recursos naturais e geração de resíduos resultante destes processos. A carne de frango surge como a principal opção para suprir esta demanda, e o Brasil apresenta-se como um dos maiores players mundiais deste mercado. O Sul do Brasil, principal região produtora de frangos, enfrenta hoje questões ambientais relacionadas ao tratamento e destinação dos dejetos e a consequente contaminação do solo e dos lençóis freáticos, o que vem limitando a expansão do setor. Atualmente, a principal fonte proteica para nutrição animal é o farelo de soja, que por ser uma fonte nobre de alimento e energia (biocombustíveis), tem apresentado preços elevados no mercado mundial. O uso de insetos como fonte proteica alternativa à dieta de frangos de corte vem sendo estudado, a fim de suprir, pelo menos em parte, esta demanda. As larvas da mosca Black Soldier Fly (BSF) possuem capacidade para digerir grandes quantidades de matéria orgânica, tanto de substratos com origem vegetal como animal. Deste bioprocessamento resulta o farelo de insetos, rico em proteína e lipídios; a quitina, composto para uso farmacêutico; e o composto orgânico, com potencial para ser utilizado como biofertilizante. Apesar das limitações de ordem cultural, sanitárias e de escala de produção, para implantação desta tecnologia no curto prazo, seu potencial vem sendo confirmado Visando aproximar o uso de insetos à realidade brasileira, primeiramente, identificaram-se as espécies que mais se adaptam as condições edafoclimáticas, e aquelas com maior potencial para processar substratos menos nobres como resíduos de grãos e dejeto animal. De acordo com as 5 características desejáveis na escolha das espécies de insetos, proposta pela Food and Agriculture Organization (FAO), identificaram-se as larvas de BSF e de mosca doméstica, conforme discutido no Capítulo 3 da presente tese. A fim de identificar o status quo da avicultura brasileira do Sul do país, realizou-se a análise emergética de uma típica propriedade em sistema convencional de produção, com alto nível tecnológico. A discussão dos índices emergéticos e possibilidades de incremento em sustentabilidade foi apresentada no quarto capítulo da tese. Já o Capítulo 5, apresenta os resultados da análise emergética realizada num projeto piloto de criação e processamento de larvas de BSF no Brasil. A partir da análise bromatológica do substrato (resíduo de grãos), farelo de insetos e composto orgânico, provenientes deste projeto, determinou-se a transformidade do farelo de insetos. Esta contribuição inédita alimentará o banco de dados do International Society for the Advancement of Emergy Research (ISAER) Os demais índices emergéticos do processo foram calculados e, por meio de uma análise comparativa com o farelo de soja, também foram discutidos no terceiro artigo. Demonstrou-se os ganhos em sustentabilidade que esta inovação tecnológica pode provocar, tendo o farelo de insetos apresentado os melhores índices. Visando responder ao problema de pesquisa da presente tese: o uso de farelo de inseto pode aumentar a sustentabilidade da avicultura brasileira?; realizou-se a análise emergética comparativa de uma típica propriedade avícola em Chapecó, Santa Catarina, no ano de 2015, modificando somente a fonte proteica da dieta das aves. Foram identificados ganhos em transformidade (emergia por joule do produto), renovabilidade e nos demais índices emergéticos, demonstrando, que a inserção desta tecnologia, mesmo que no longo prazo, tem potencial para melhorar a sustentabilidade da produção de carne de frango. O apelo mundial por sustentabilidade na produção de carne é um constante desafio para os agronegócios. Mesmo com as limitações identificadas, que ainda requerem investigações e regulamentações, a tecnologia de produção de farelo de insetos apresenta-se como uma oportunidade para melhorar aspectos sociais e ambientais, além dos econômicos, voltados à sustentabilidade. / The worldwide increase of meat consumption due to growing income, especially in developing countries, alerts us to the escalating use of natural resources and waste generation from these processes. Poultry meat appears as the main option to meet this demand and Brazil represents the biggest world player in this market. The main Brazilian poultry production region, in the South, faces environmental concerns related to destination and treatment of this organic waste which is contaminating soil and groundwater. These issues are limiting the expansion of the poultry sector. Currently, soybean meal, the main protein source for animal nutrition and a noble source of energy (biofuels), is facing increasing prices in the world market. The use of insects as an alternative protein source for poultry diet has being studied, aiming to supply, at least in part, this demand. Black Soldier Fly (BSF) larvae have the capacity to digest huge volumes of organic material from both animal and vegetal origin. The products from this bioprocessing are insect meal, rich in protein and lipids; chitin, a pharmaceutical compound; and the organic compound that can be used as biofertilizer. Despite cultural, sanitary and scale production limitations to insert this technology in the short term, its potential is already confirmed. In Brazil, the species most adaptable to edaphoclimatic conditions and those with the greatest potential to bioprocess ‘poorer’ substrates such as grain residues and animal waste were identified as BSF and domestic fly larvae These species show the five desirable characteristics proposed by the Food and Agriculture Organization (FAO) as discussed in Chapter Three of the thesis. An emergetic analysis of a typical farm in a conventional production system with an advanced technological level was conducted to identify the status quo of Brazilian poultry production in the Southern region. Emergetic index and the possibilities to increase sustainability of the sector are presented in Chapter Four. Chapter Five presents results from an emergy assessment of a pilot project of rearing and processing BSF larvae in Brazil. Through bromatological analysis of the substrate (grain residue), insect meal and organic compound from this project, the transformity of insect meal was determined. This unpublished contribution can feed into the database of the International Society for the Advancement of Emergy Research (ISAER). Remaining emergetic index from the process was calculated and discussed in the third article. Gains in sustainability and better index was demonstrated in favor of insect meal The research study was designed to answer the question: Can use of insect meal increase sustainability in Brazilian poultry production? A comparative emergy assessment was carried out on a typical poultry farm in Chapecó, Santa Catarina, in 2015, in which only the protein source of the poultry diet was modified. Transformity (emergy per joule of product), renewability and remaining index was calculated. It demonstrated that, even over a longer period of time, this technology has the potential to improve sustainability in poultry production. The worldwide appeal for sustainability in meat production is a constant challenge to agribusiness. Even with some limitations that still require research, the technology of insect meal is an opportunity to improve social and environmental aspects, as well as economic, while directed at sustainability.