[pt] A integração e o desenvolvimento das cadeias de suprimento representam um diferencial competitivo no ambiente corporativo. No mercado de biocombustíveis, essa análise torna-se ainda mais significativa, visto as baixas margens operacionais que o setor tem apresentado. Nessa dissertação, é proposta a análise do nível de maturidade entre cadeias de suprimentos agrícolas com o foco na produção de biocombustíveis no Brasil. Para realizar essa análise, foi desenvolvido um quadro analítico composto por indicadores com dois irecionadores principais, sendo o primeiro deles representando o nível de integração da rede de fornecedores, e o segundo representando o nível de desenvolvimento das operações logísticas. O resultado dessa análise demonstra, através de um gráfico de dispersão, como as cadeias da soja e da cana-de-açúcar estão em níveis de maturidade superiores a outras duas cadeias analisas, que são a palma e a mamona. / [en] The integration and development of the supply chain is a competitive advantage in the corporate environment. In the biofuels market, this analysis becomes even more significant, given the low operating margins that the sector has shown. In this dissertation we propose the analysis of the level of maturity between agricultural supply chains with a focus on producing biofuels in Brazil. For this analysis we have developed an analytical framework consisting of indicators with two main drivers, the first one represents the integration level of the supply chain, and the second one represents the development of logistics operations level such as transportation and industrial operation. The result of this analysis demonstrates, through a scatter plot, that the soybean and sugarcane chains are in maturity levels above than two other chains analyzed, the palm and castor bean.

[pt] A análise isotópica vem crescendo a cada ano devido à sua grande área de atuação nas diversas áreas da ciência. Existem diversas técnicas utilizadas para realizar a determinação das concentrações naturais dos isótopos e suas variações, sendo que a mais utilizada é a espectrometria de massa de razões isotópicas (EMRI). Uma técnica analítica que vem ganhando espaço no mercado é a espectroscopia de cavidade ressonante do tipo ring-down (ECRRD) (Cavity Ring-Down Spectroscopy - CRDS), que é uma técnica baseada em laser. Ao contrário dos espectrômetros de massa, estes analisadores exigem pouco ou nenhum tratamento da amostra, diminuindo com isso o tempo de análise. O presente trabalho tem como objetivo obter a assinatura isotópica 13C/12C em amostra sólidas e líquidas, empregando um analisador a laser. Foi desenvolvido e implementado um método de análise isotópica empregando um analisador de carbono orgânico total acoplado a um espectrômetro de cavidade ressonante do tipo ring-down (iTOC-CRDS). Os resultados obtidos foram comparados com os obtidos através de um EMRI. O desempenho do método foi avaliado através dos parâmetros de linearidade; exatidão, pela utilização de materiais de referência certificados; precisão, pela repetitividade e reprodutibilidade; além dos cálculos das incertezas associadas. Foram analisadas amostras de açúcar, biomassas, bio-óleo, biocombustível, metanol e gasolina. / [en] The use of isotopic analyses grows each year, due to large area of expertise in several science areas. Several techniques are used to perform the determination of natural isotope concentrations and their variations, with isotopic ratio mass spectroscopy (IRMS) being the most widely used. An analytical technique that is gaining market space is the cavity ring-down spectroscopy. Unlike mass spectrometers, these analyzers require little or no sample treatment, thereby reducing the analysis time. The present study aimed to obtain the 13C/12C isotopic signature in solid and liquid samples using a laser analyzer. An isotopic analysis method using a total organic carbon analyzer coupled to a cavity ring-down spectrometer (iTOC-CRDS) was developed and implemented. The results were compared with those obtained by IRMS. The method performance was evaluated by the parameters of linearity; accuracy, using standard reference materials; precision, using parameters of repeatability and reproducibility and by calculating the associated uncertainties. The analyzed samples were sugar, biomass, bio-oil, biofuel, methanol and gasoline.

[pt] Com a crescente demanda – nacional e internacional – por biocombustíveis e a pressão internacional para redução da emissão de gases de efeito estufa, o Brasil teria muito a ganhar, do ponto de vista econômico e ambiental, com um aumento na eficiência e oferta de biocombustíveis. O advento da produção de biocombustíveis produzidos em fazendas de alga possibilita uma relação de simbiose com usinas de cana-de-açúcar. Tais algas se alimentam, entre outras substâncias, de dióxido de carbono, e a abundante biomassa de cana queimada em caldeiras, aliada à incidência solar privilegiada no Brasil, fazem da utilização de algas em usinas de cana uma possibilidade de conversão de emissões de gás de efeito estufa em biocombustível. Essa dissertação tem como objetivo estimar o resultado da implantação de uma fazenda de algas em uma usina de cana-de-açúcar. A usina em questão sofreu vistoria e fez-se o levantamento da produção de energia renovável e as emissões atmosféricas dos principais gases de efeito estufa (CH4, N2O e CO2), através da metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV). A meta, a partir desta análise e com o uso de dados primário de uma empresa que instala fazendas de alga, é estimar o acréscimo de biocombustível gerado por algas e o decréscimo das emissões de GEE no processo produtivo. Os resultados obtidos na Usina Estudada mostram que caso a mesma implantasse uma fazenda de algas em seu parque industrial, sua eficiência energética na produção de energia através do etanol quase triplicaria ao passo em que emitiria quatro vezes menos poluentes em sua cadeia de produção. Caso a usina optasse por gerar exclusivamente Biodiesel, produziria Biodiesel (B100) para 19 anos de subsistência com um combustível 78,4 por cento menos poluente em termos de GEE. Aproximações mostram que caso a totalidade da lavoura de cana implante fazendas de algas no Brasil, apenas o Biodiesel gerado neste processo seria equivalente à quase 70 por cento da produção Brasileira de diesel de 2012. / [en] With the demand for Biofuels growing – in Brazil and abroad – and with worldwide efforts to reduce greenhouse gas (GHG) emissions, Brazil would have much to gain, from an environmental and economic point of view, from increasing the efficiency and offer of biofuels. The advent of biofuels produced in algae farms enabled a symbiotic relationship with ethanol plants. Such algae feeds off, among other things, Carbon Dioxide, and the abundant biomass burned in ethanol plants boilers, along with Brazil s privileged solar incidence, and this regime permits such farms to convert GHG to biofuel. The objective of this study was to investigate an ethanol plant as a productive system to understand how the addition of an algae farm could change the status quo of energy efficiency and emission of pollutant gases. The system analyzed includes the sugarcane sowing, the plantation handling, the harvesting, the industrial activities, and the Ethanol distribution. The goal, from this analysis and using primary data from a company that installs algae farms, is to estimate the increase of biofuel generated by algae and decrease GHG emissions in the production process. The results obtained in Plant Studied show that an algae farm in its industrial grounds would better its energy efficiency in almost threefold, while generating four times less atmospheric pollution in their production chain. If the plant chose to produce exclusively Biodiesel, production of B100 Biodiesel would be enough for the industry s diesel needs for 19 years, with a 78.4 percent cleaner fuel in terms of GHG emissions. Approximations show that if all the sugar cane fields implant algae farms in Brazil, the Biodiesel generated in this process would be equivalent to almost 70 percent of the Brazilian production of diesel from 2012.

[pt] Este estudo foi realizado visando avaliar o desempenho de um grupo gerador na geração de energia elétrica nas áreas remotas do Brasil utilizando um combustível renovável, o óleo de dendê in natura. Foi investigado, em laboratório, o comportamento de um motogerador diesel, de 3 kVA ligado a um banco de carga composto por 16 lâmpadas de 150 kW. O desempenho do motor foi avaliado com a utilização do óleo de dendê, tendo como referência o desempenho do mesmo grupo gerador utilizando o óleo diesel. Devido à alta viscosidade do combustível escolhido, foi necessário um pré-aquecimento do mesmo para que esta propriedade fosse semelhante à do diesel. As emissões de poluentes do motor utilizando o óleo vegetal foram em média menores do que com o motor utilizando diesel. No entanto, o consumo específico de combustível do motor utilizando óleo de dendê foi maior que o consumo específico de combustível utilizando o óleo diesel. Além disso, a potência média gerada com o dendê foi a mesma que a potência média gerada com diesel. Isso indica que é possível uma substituição do óleo diesel pelo óleo de dendê in natura nas remotas localidades do país. / [en] This study was carried out aiming the performance assessment of a power generation set using a renewable fuel, the crude palm oil. It was investigated, in laboratory, the performance of a diesel generating set of 3 kVA, supplying power to a load composed of 16 light bulbs of 150kW. The performance of the engine was evaluated with the use of the crude palm oil, having as reference the performance of the same generating set using the diesel oil. Given the high viscosity of the chosen fuel, its preheating was necessary so that this property was similar to the diesel oil.The emissions of pollutants of the engine using the vegetal oil were less than that with the engine using diesel oil. However, the specific fuel consumption of the engine using crude palm oil was greater that the specific fuel consumption using the oil diesel. Moreover, the average power generated with palm oil was equal to the power generated with diesel oil. The performance of the engine was evaluated with the use of the palm oil, having as reference the performance of the same generating group using the diesel oil. The results indicate that it is possible to substitute the diesel oil by the renewable oil.

[pt] A necessidade mundial de energia tem aumentado exponencialmente, no entanto, as reservas de combustíveis fósseis, além de produzirem sérios impactos ambientais, estão se esgotando ao longo dos anos. Por estas razões, muitos estudos vêm sendo feitos na busca de novas fontes renováveis de energia, como o reaproveitamento de resíduos de biomassa. Desta forma, o objetivo deste trabalho é estudar o processo de liquefação hidrotérmica (HTL) do bagaço de malte, gerado ao final do processo cervejeiro, para a produção de bio-óleo e biocarvão como potenciais combustíveis renováveis. A caracterização inicial da biomassa apresentou significativa quantidade de celulose e hemicelulose, alto teor de umidade e pequeno tamanho de partícula, sendo ideal para o processo. A HTL foi conduzida em um reator sob alta pressão em diferentes faixas de temperatura e tempos de residência. Uma modelagem cinética e termodinâmica foi realizada para a etapa inicial da liquefação, apresentando 62,08 kJ.mol−1 de energia de ativação e caráter endotérmico. Bio-óleo apresentou melhor rendimento, 18,2 por cento, a 300 C e 30 min, já o biocarvão atingiu 21,0 por cento de rendimento a 250 C e 5 min. A pequena diferença de valores, ao longo do tempo, comprovou que a maior produtividade ocorre sempre em 5 min, sendo este o tempo ótimo de reação. A análise do poder calorífico superior (PCS) demonstrou que altas temperaturas elevam a energia produzida. Em 5 min e a 300 C, melhores condições de operação, a HTL gerou um bio-óleo com PCS de 33,6 MJ.kg−1, sendo 27,8 por cento inferior a gasolina e um biocarvão com 26,7 MJ.kg−1, sendo 11,4 por cento superior ao carvão tradicional. Através das caracterizações finais, foi possível observar alta degradação da estrutura lignocelulósica da biomassa e identificar os compostos presentes no bio-óleo, indicando que os produtos da HTL apresentam alto potencial de utilização como combustíveis renováveis. / [en] The global energy needs have increased exponentially; however, fossil fuel reserves, in addition to producing serious environmental impacts, are running out over the years. For these reasons, many studies have been done in the search for new renewable energy sources, such as the reuse of biomass wastes. In this way, the purposes of this study are associated with the hydrothermal liquefaction process (HTL) of the malt bagasse, generated at the end of the brewing process, for the production of bio-oil and biochar as potential renewable fuels. The initial biomass characterization presented a significant amount of cellulose and hemicellulose, high moisture content and small particle size, ideal for the process. The HTL was conducted in a high pressure reactor in different temperature ranges and residence times. A kinetic and thermodynamic modeling was performed for the initial stage of liquefaction, presenting 62.08 kJ.mol−1 of activation energy and endothermic behavior. Bio-oil presented a better yield, 18.2 percent, at 300 C and 30 min, while the biochar reached 21.0 percent yield at 250 C and 5 min. The small distintion between values, over time, proved that the highest productivity always occurs at 5 min, which is the optimal reaction time. The higher heating value analysis (HHV) showed that high temperatures increase the energy produced. At 5 min and 300 C, better operating conditions, HTL generated a bio-oil with HHV of 33.6 MJ.kg−1, with 27.8 percent less than gasoline and a biochar with 26.7 MJ.kg−1, being 11.4 percent higher than traditional coal. Through the final characterization, it was possible to observe high degradation of the lignocellulosic structure of the biomass and to identify the compounds present in the bio-oil, indicating that the HTL products present high potential for use as renewable fuels.

[pt] Na busca por uma energia mais sustentável e equitativa para o futuro, o uso de resíduos de biomassa de ação antrópica surge como fonte de matéria-prima para bio ou termoconversão, economicamente viável e ecologicamente sustentável. Neste sentido, macrófitas aquáticas tornam-se interessantes do ponto de vista de sua valorização a fonte de biomassa para produção de energia. Este estudo teve por objetivo a caracterização completa dos resíduos de podas de wetlands visando avaliar a potencialidade do uso dessas biomassas em processos de bio ou termoconversão. Considerou-se, para esta pesquisa, as biomassas provenientes de resíduos de podas de controle das macrófitas aquáticas Cyperus giganteus, Eichhornia crassipes e Salvinia auriculata, das wetlands de tratamento semi-terciário e terciário, de esgoto sanitário da ETE Ponte dos Leites, localizada no município de Araruama, RJ. As amostras das macrófitas foram submetidas a análises experimentais de suas propriedades físicas, químicas e térmicas, bem como estudo cinético (energia de ativação e fator pré-exponencial), a partir da análise das curvas termogravimétricas, considerando os modelos de Friedman, Kissinger e Ozawa. Além disso, uma avaliação da caracterização das biomassas foi realizada, utilizando-se a metodologia heurística de árvores de estado para propor possíveis rotas tecnológicas de conversão termoquímica e bioquímica das biomassas estudadas. Os resultados do comportamento térmico caracterizaram as biomassas como fonte de energia viável devido ao PCS variar entre 14,88 - 20,61 MJ.kg-1. As análises termogravimétricas confirmaram que as estruturas moleculares das macrófitas (Lignina: 9,99 - 26,83 por cento b.s, Celulose: 9,72 - 32,65 por cento b.s, Hemicelulose: 22,13 - 31,46 por cento b.s) afetam os mecanismos de decomposição térmica. Os rendimentos de processamento da pirólise variaram entre 71,73 por cento a 87,87 por cento, de acordo com a natureza da biomassa e diferentes taxas de aquecimento. Isso mostra a eficácia da técnica adotada na transformação dos resíduos vegetais analisados em matérias-primas para geração de energia, evidenciando o potencial energético das biomassas e confirmando a possibilidade de uso destas como matéria-prima em processos de bio e termoconversão. Com base na caracterização completa dos resíduos de podas de wetlands indica-se: combustão direta para a C. giganteus, biodigestão anaeróbia para a E. crassipes e pirólise para a S. auriculata, como rotas tecnológicas capazes de proporcionar a melhor valorização energética. / [en] In the search for a more sustainable and equitable energy energy for the future, the use of biomass residues from anthropic action arises as valuable source of raw material for bio or thermo-conversion, economically viable and ecologically sustainable. In this sense, aquatic macrophytes become interesting from the standpoint of their valorization as biomass source for energy production.The objective of this study was the fully characterization of wetlands pruning wastes in order to evaluate the use potential of these biomasses in bio or thermal-conversion processes. To this research biomasses of wastes prunning of aquatic macrophytes Cyperus giganteus, Eichhornia crassipes and Salvinia auriculata, from semi-tertiary and tertiary treatment wetlands, from sanitary sewage of the Ponte dos Leites ETP, located in Araruama, RJ, were considered. The macrophyte samples were submitted to experimental analyzes of their physical properties, chemical properties and thermal analysis, as well as a kinetic study (activation energy and pre exponencial factor), starting from the analysis of the thermogravimetric curves, considering Friedman, Kissinger and Ozawa models. Thermal behavior results characterized biomasses as a viable source of energy due to the PCS varying between 14.88 - 20.61 MJ.kg-1. Focused on the use in thermochemical and biochemical conversion processes, analyzes of the bromatological properties confirmed that the molecular structures of macrophytes (Lignin: 9.99 - 26.83 wt percent, Cellulose: 9.72 - 32.65 wt percent, Hemicellulose: 22,13 - 31.46 wt percent, depending on the species analyzed) affect the mechanisms of thermal decomposition. Pyrolysis processing yields vary from 87.87 to 71.73 percent, depending on the nature of the biomass and different heating rates. This shows the effectiveness of the technique adopted in the transformation of the analyzed vegetal residues into raw materials for energy generation, evidencing the energy potential of the biomass and, confirming the possibility of the use of these plants as raw materials in bio or thermo-conversion processes. Based on the fully characterization of wetland pruning wastes, the technological routes capable of providing the best energy recovery were: the direct combustion route for C. giganteus, anaerobic biodigestion for E. crassipes and pyrolysis for S. auriculata.

[pt] O desenvolvimento econômico-social desde a revolução industrial está relacionado à abundância de recursos naturais e à evolução de atividades produtivas baseadas na economia fóssil, em especial, a exploração e produção de petróleo e derivados. Todavia, os danos ambientais deste progresso e a escassez dos recursos não renováveis vêm conduzindo tal economia fóssil ao centro de um debate exatamente sobre a sua sustentabilidade. Surge, então, a bioeconomia, um conjunto de atividades produtivas geradoras de riqueza renovável e sustentável, estabelecendo-se como pauta prioritária nas agendas de governos e empresas. Nesse sentido, a pesquisa lança mão de um arcabouço teórico voltado à análise relacional, o Global SNA Framework, almejando investigar a sustentabilidade estratégica do negócio de biodiesel do Sistema Petrobras, parte de um dos maiores portfólios de empresas de energia do mundo, considerando as suas alianças e o contexto das redes de valor intra e supra-setoriais, na bioeconomia global. Para tanto, o método de estudo de caso mostrou-se o mais adequado, apoiando-se em múltiplas fontes de evidências: documentais, entrevistas e questionários de percepção com executivos da empresa. Os resultados indicaram que a estratégia caracterizada com o tipo Analítico é adequada à luz de Milles e Snow, não obstante o tipo Prospectivo ter sido evidenciado de forma relevante, durante a investigação. Alguns insights forjados durante a pesquisa inspiraram sugestões de temas aplicáveis a novos estudos acadêmicos e à própria gestão do negócio. / [en] The economic and social development since the industrial revolution is related to the abundance of natural resources and the evolution of productive activities based on fossil economy, in particular, the exploration and production of oil and its derived products. However, the environmental damage caused by this way of progress and the intrinsic scarcity of non-renewable fossil resources are leading this issue to the center of a debate precisely regarding its sustainability. Then comes the bioeconomy, as a set of productive activities that generates renewable and sustainable wealth, establishing itself as a priority issue in the agendas of governments and companies. In this sense, the research makes use of a theoretical framework aimed at relational analysis, the Global SNA Framework, intending to investigate the strategic fit of Petrobras System biodiesel business, which composes one of the largest energy companies’ portfolios in the world, considering its alliances and value nets through the global bioeconomy context. Thus, the case study method revealed to be the most appropriate, relying on multiple sources of evidences: documentary, interviews and perception questionnaires with company executives. The results indicated that the strategy characterized with the Analytical type fits well and is sustainable in light of Milles and Snow, despite the Prospective type have arisen in a relevant way through the investigation. Some insights obtained during this case study inspired suggestions of themes for academic research and the business management itself.