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La Química Verde es una disciplina reciente de la química cuyo objetivo es diseñar compuestos y procesos químicos que reduzcan o eliminen la generación de sustancias peligrosas para la salud humana y el medio ambiente, haciendo un uso sostenible de los recursos. Para cuantificar ambientalmente las mejoras introducidas en una reacción química de acuerdo con estrategias de Química Verde, o bien para comparar distintas alternativas, se requiere realizar balances de cargas ambientales y valorar éstas. En la presente tesis doctoral se presenta un modo de llevar a cabo esta valoración ambiental en el caso de la comparación de distintas alternativas.La tesis doctoral se centra en la evaluación ambiental de diferentes procesos avanzados de oxidación. Sobre la investigación de estos procesos se esta dedicando actualmente muchos recursos, estos son fundamentalmente de nuevas tecnologías para el tratamiento de efluentes contaminantes procedentes de diferentes tipos de actividades, particularmente agrícolas e industriales de los sectores químico, papelero, textil, etc.En particular, la tesis doctoral se ha centrado en la aplicación del Análisis del Ciclo de Vida (ACV) a los tratamientos de disoluciones acuosas de ácido salicílico y del tinte sintético Procion Red H-E7B mediante métodos de oxidación avanzada como son el proceso Fenton, foto-Fenton y la Fotocatálisis Heterogénea con posterior uso o no de un tratamiento biológico.En el primer capítulo de la tesis correspondiente a la introducción, se detalla de forma clara y concisa los principales fundamentos del ACV, incluyendo su metodología, así como los procesos de oxidación avanzada de Fenton, foto-Fenton y Fotocatálisis Heterogénea, conjuntamente con el acoplamiento con un tratamiento biológico. El ACV se centra en considerar el consumo de energía eléctrica, el costo de la producción de los compuestos químicos empleados en todo el proceso y los gastos originados en la depuración química y biológica de las aguas residuales resultantes. El cálculo del ACV se hace mediante programas estándares donde se tiene en cuenta hasta 10 factores que influyen en la salud humana, los recursos naturales, el medio ambiente, etc.El segundo capítulo de materiales y métodos explica en detalle los diferentes sistemas experimentales empleados y los métodos de cálculo del ACV. El tercer capítulo de resultados y discusión se presenta en dos partes bien diferenciadas. En la primera de ellas, se señalan los datos obtenidos en tratar el ácido salicílico y se realiza su ACV, como resultados más importantes se obtiene que el proceso de foto-Fenton es el menos impactante y que una especia inocua como el peróxido de hidrógeno da lugar a menos toxicidad. Por otro lado, la segunda parte estudia la determinación del ACV para el tratamiento del tinte Procion Red H-E7B estudiado previamente por el grupo de investigación. En las diferentes etapas se indica de forma clara los parámetros empleados para evaluar esta parte, las aproximaciones hechas, los datos obtenidos y las ideas que pueden dar lugar a su mejora, de esta parte se deduce que el acoplamiento foto-Fenton-biológico hace disminuir el impacto ambiental del proceso. Estos resultados son muy significativos cuando abren las puertas a un estudio profundo del ACV en la degradación de compuestos tóxicos por procesos inducidos por luz solar, lo cuál favorecería la disminución del impacto ambiental en evitar las actuales irradiaciones con una lámpara UV y el consecuente ahorro energético. Por otro lado, los resultados obtenidos permiten extender la investigación para realizar un estudio más riguroso de posteriores acoplamientos biológicos. / The Green Chemistry is a young chemical discipline, which aims at designing chemical compounds and processes that reduce or eliminate the production of substances dangerous for the human health and the environment by a sustainable use of the resources. In order to quantify environmentally the improvements introduced to a chemical reaction in compliance with the Green Chemistry strategies or in order to compare various possibilities it is required to carry out the balances of environmental charges and evaluate them. In the herein doctoral thesis the manner of carrying out this environmental evaluation is presented in the case of comparing various possibilities.The doctoral thesis is focused on the environmental evaluation of various advanced oxidation processes. Many resources are being nowadays applied to investigate these processes which are basically the new technologies for processing the polluting liquids coming from different kinds of activities, especially the agriculture and industrial from chemical, paper manufacture, textile and other sectors. The doctoral thesis is particularly focused on the application of Life Cycle Analyse (LCA) to the processing of watery solutions and salicylic acid and synthetic dye Procion Red H-E7B through advanced oxidation methods such as Fenton, photo-Fenton and a Heterogeneous Photocatalysis process, with, a subsequent use of biological processing included or not. In the first chapter of the thesis, following the introduction, the most important basis of LCA are clearly and concisely enumerated including their methodology as well as the advanced oxidation processes such as Fenton, photo-Fenton and a Heterogeneous Photocatalysis together with the biological processing. The LCA is mainly focused on considering the electrical energy consumption, chemical compound production cost throughout the whole processes and the costs incurred by chemical and biological purification of resulting residual waters. The LCA estimate is carried out by standard programs which take into consideration up to 10 factors affecting human health, natural resources, the environment etc.The second chapter focused on the materials and methods explains in details the different experimental systems applied and ways of estimating the LCA. The third chapter is about the results and the discussion, presented in two, well defined parts. In the first part the data achieved during the processing the salicylic acid are indicated and their LCA is carried out. The most important results are that photo - Fenton process is the least powerful and a watery substance such as hydrogen peroxide causes less toxicity. On the other hand, the second part analyses the importance of LCA for the Procion Red H-E7B dye processing, previously analysed by an investigation group. On different stages the parameters applied to evaluate this part are clearly indicated as well as the approach, the data obtained and the ideas how to improve them. This part allows to deduce that adding the biological photo-Fenton helps decrease the environmental impact of the process. These results are highly important if they launch a deep LCA study in degradation of toxic compounds by processes induced by solar light, which would help decrease environmental impact avoiding the present radiations of UV lamps and the consequent energetic savings. On the other hand the obtained results let extend the investigation in order to realise stricter analyses of subsequent biological processes.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-02T16:11:36Z No. of bitstreams: 1 2017_ÉricaSantosSilva.pdf: 2835715 bytes, checksum: 09d008284f9f4dfb3225d77af484cac3 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-03-07T14:21:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ÉricaSantosSilva.pdf: 2835715 bytes, checksum: 09d008284f9f4dfb3225d77af484cac3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T14:21:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ÉricaSantosSilva.pdf: 2835715 bytes, checksum: 09d008284f9f4dfb3225d77af484cac3 (MD5) Previous issue date: 2018-03-07 / No contexto atual, nem sempre são fáceis os desafios ambientais ligados ao consumo de energia. Principalmente devido à grande dependência de combustíveis fósseis, torna-se cada vez mais evidente a necessidade de agentes econômicos, políticos, e sociedade em geral, assumirem um compromisso focado na melhoria da eficiência energética e no uso racional da energia, decorrentes das atividades econômicas. Considerando a pressão ambiental e o consumo elevado de energia na produção de cimento, a indústria cimenteira tem buscado o aumento da eficiência energética e a substituição de fontes fósseis por combustíveis renováveis. A partir da necessidade de se identificar/alterar etapas produtivas ambientalmente nocivas, este trabalho realizou a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) para a produção de cimento, considerando uma fonte de energia fóssil e outra renovável. A metodologia compreendeu a coleta de dados secundários, o tratamento de acordo com a norma de gestão ambiental ISO 14040 e 14044 e a análise utilizando o software de ACV SimaPro S Analyst, além da norma ISO 50001 norma de gestão do sistema de energia. A unidade funcional foi de 1 tonelada de cimento e a fronteira do berço ao portão. Foram consideradas as etapas de mineração, homogeneização, produção de clínquer e produção de cimento. A substituição dos combustíveis ocorreu na fase de produção do clínquer. O ICV (Inventário de ciclo de vida) considerou dados de consumo energético, balanço de massa e emissões. Os resultados do trabalho indicam além da possibilidade de adoção de sistema de produção sustentável para a indústria cimenteira, a existência de benefícios ambientalmente relevantes quando se trata do carvão vegetal como combustível. / Given the current scenario, the environmental challenges related to energy consumption do not always present an easy solution. Mainly for the extreme reliance on fossil fuels, the need becomes more and more straightforward for economic and political agents, so as for society in general to assume a commitment focused on improvement in the energetical efficency and racional use of energy due to economic activities. Considering the environmental pressure and the high consumption of energy in the production of cement, the industry is pursuing the increase in energetical efficency and replacement of fossil fuels for renewable fuels. Starting from the need of identifiyng/changing noxious production stages, this paper performed a ACV for the cement production, considering one source with fossil fuels and another on renewable energy. The metodology consisted on a secondary data collection, processing accordingly to Norm ISO 14040 and 14044 and an analisys using the ACV SimaPro S Analyst software, so as the ISO 50001 for management of energy systems norm. The functional unit was of 1 ton of cement and the boundary from the cradle to gate. The minig, homogenization, production of clinker and cement production stages where considered. The replecement of the fossil fuels took place on the cliniquer production stage. The ICV (life cycle inventory) contemplated the data on energy consumption, mass balance and emissions. The acheived results state that beyond the possibility of adoption of a sustainable production system for the cement industry, the use of charcoal based fuels present significant environmental benefits.

O presente trabalho apresenta o resultado da análise sobre o novo foco da ferramenta Avaliação do Ciclo de Vida (ACV): a ACV consequencial. O método convencional da ACV - ACV atribucional - tem sido criticado pelo fato de não suportar decisões baseadas em cenários futuros. Como resposta a esta deficiência, a ACV consequencial surge como uma proposta a um método mais apropriado que avalia consequências ambientais futuras provocadas pelo uso do produto em estudo. O enfoque consequencial apresenta uma abordagem nova da ACV; ainda existem visões distintas e, algumas vezes, divergentes desta abordagem na comunidade internacional da ACV, seja na área acadêmica, seja fora dela. Neste trabalho são apresentadas e discutidas as diferenças, limitações, vantagens e desvantagens entre essas duas ferramentas. Foi possível observar que na realização de um estudo de ACV de um produto ou serviço, a definição do objetivo e escopo do estudo é fundamental para a escolha de qual enfoque da ACV será aplicado. Observou-se, também, que há limitações metodológicas tanto para a ACV atribucional como para a ACV consequencial. No caso da ACV atribucional, por exemplo, há incertezas com relação à escolha subjetiva do método de alocação de co-produtos. Já no caso da ACV consequencial, os resultados podem ser mais sensíveis e mais suscetíveis a incertezas devido às inclusões de estudo da tendência e projeções do mercado para a escolha dos dados e tecnologias marginais, e para a previsão de dados. / The main purpose of this master is to present the analysis results on the Life Cycle Assessment (LCA) new approach: consequential LCA. The conventional method of LCA the attributional approach - has been criticized for not supporting decisions based on future scenarios. In response to this deficiency, the consequential LCA appears as a proposal to a more appropriate method to evaluate future environmental consequences caused by the use of the product under study. As the consequential LCA represents a new approach to LCA, there still are divergent opinions within the LCA international community. In this work, there are shown and discussed the main differences, limitations between these two approaches. It was observed that in conducting an LCA study of a product or service, the definition of the objective and scope of the study is fundamental to the choice of which LCA methodology is applied. It was also observed that there are methodological limitations to both attributional LCA and consequential LCA. In case of attributional LCA, for example, there are uncertainties related to the subjective choice of the allocation method of co-products. In case of consequential LCA, the results may be more sensitive and more susceptible to uncertainties due to inclusions of trend studies and market projections for choosing marginal data and technologies, and for forecast data.

O presente trabalho apresenta o resultado da análise sobre o novo foco da ferramenta Avaliação do Ciclo de Vida (ACV): a ACV consequencial. O método convencional da ACV - ACV atribucional - tem sido criticado pelo fato de não suportar decisões baseadas em cenários futuros. Como resposta a esta deficiência, a ACV consequencial surge como uma proposta a um método mais apropriado que avalia consequências ambientais futuras provocadas pelo uso do produto em estudo. O enfoque consequencial apresenta uma abordagem nova da ACV; ainda existem visões distintas e, algumas vezes, divergentes desta abordagem na comunidade internacional da ACV, seja na área acadêmica, seja fora dela. Neste trabalho são apresentadas e discutidas as diferenças, limitações, vantagens e desvantagens entre essas duas ferramentas. Foi possível observar que na realização de um estudo de ACV de um produto ou serviço, a definição do objetivo e escopo do estudo é fundamental para a escolha de qual enfoque da ACV será aplicado. Observou-se, também, que há limitações metodológicas tanto para a ACV atribucional como para a ACV consequencial. No caso da ACV atribucional, por exemplo, há incertezas com relação à escolha subjetiva do método de alocação de co-produtos. Já no caso da ACV consequencial, os resultados podem ser mais sensíveis e mais suscetíveis a incertezas devido às inclusões de estudo da tendência e projeções do mercado para a escolha dos dados e tecnologias marginais, e para a previsão de dados. / The main purpose of this master is to present the analysis results on the Life Cycle Assessment (LCA) new approach: consequential LCA. The conventional method of LCA the attributional approach - has been criticized for not supporting decisions based on future scenarios. In response to this deficiency, the consequential LCA appears as a proposal to a more appropriate method to evaluate future environmental consequences caused by the use of the product under study. As the consequential LCA represents a new approach to LCA, there still are divergent opinions within the LCA international community. In this work, there are shown and discussed the main differences, limitations between these two approaches. It was observed that in conducting an LCA study of a product or service, the definition of the objective and scope of the study is fundamental to the choice of which LCA methodology is applied. It was also observed that there are methodological limitations to both attributional LCA and consequential LCA. In case of attributional LCA, for example, there are uncertainties related to the subjective choice of the allocation method of co-products. In case of consequential LCA, the results may be more sensitive and more susceptible to uncertainties due to inclusions of trend studies and market projections for choosing marginal data and technologies, and for forecast data.

Ce travail s’inscrit dans les enjeux actuels liés à l’environnement urbain ; il vise à définir ce qu’est un écoquartier, à partir de l’étude de projets de référence en premier lieu mais surtout à partir de l’opérationnalité et ses contraintes spécifiques; Dans ce cadre pratique l’évaluation environnementale se positionne au cœur de l’opérationnalité comme un outil d’aide à la décision essentiel pour les acteurs de la conception de la ville face aux préoccupations du développement urbain durable. La finalité est de proposer une méthode d’évaluation environnementale des écoquartiers pour un projet urbain en phase esquisse (AVP).Cette thèse, encadrée dans une convention CIFRE avec l’entreprise Nobatek (Centre technologique sur la construction et l’aménagement durable) et le laboratoire GRECAU (Groupe de recherche environnement conception architecturale et urbaine), propose une analyse de la pratique urbaine, l’identification des besoins en termes d’outils pour la construction d’un projet urbain à l’échelle du quartier et propose un outil d’évaluation environnementale. L’objectif est une recherche appliquée à l’opérationnalité du projet urbain.La première partie établit les enjeux liés à l’urbanisme et propose une étude historique des modèles urbains pour la ville idéale. Il y est proposé un regard sur les principes et évolutions de la notion de ville idéale afin de situer et comprendre la notion de ville durable. La deuxième partie établit la pertinence du quartier comme une échelle d’expérimentation, propose une définition de l’écoquartier et analyse certains cas de référence à travers leurs typologies, leur forme urbaine et leurs réponses techniques. La troisième partie propose un éclairage général sur différents outils d’analyse des processus de conception et d’évaluation des écoquartiers. Cette analyse souligne notamment la non existence de l’outil absolu, et conclue au besoin de développer des outils d’évaluation en complément des outils d’aide à la conception déjà existant. Une analyse des systèmes d’indicateurs est proposée, elle permet de montrer l’utilité de ces approches dans le contexte d’un projet urbain. La quatrième partie propose une analyse de la pratique opérationnelle du contexte français et propose une approche opérationnelle de mise en œuvre d’un écoquartier. Cette dernière introduit le développement de l’outil d’évaluation NEST qui a constitué la partie finale de ce travail. L’outil s’appuie sur la technique d’analyse de cycle de vie (ACV) pour évaluer les impacts environnementaux du quartier. Pour cela les éléments physiques du quartier (bâtiments, espaces publics, espaces verts, infrastructure), tels que définis dans une phase précoce du projet urbain (phase AVP), sont intégrés dans l’outil. Il calcule alors 7 indicateurs environnementaux pour évaluer le projet, ces résultats étant rapportés à l’usager du quartier pour en assimiler toute l’importance. Dans cette dernière partie une expérimentation opérationnelle de la démarche proposée et de l’outil d’évaluation est présentée sur la ZAC de Kleber à Biarritz pour montrer l’apport de l’outil pour une conception des projets urbains dans l’objectif de constituer un écoquartier. Introduire le concept de développement durable dans l’urbanisme demande, en plus d’une approche environnementale, sociale et économique, une compréhension technique de la ville et de ses composants urbains, comme un système fermé qui consomme des ressources et en cela génère un impact. Comprendre la ville comme un système pour établir des objectifs et des stratégies pour arriver à transformer la ville en une ville durable demande l’implication des acteurs de la décision, de la conception et de l’usage de la ville. / The present work is focused on the current stakes related to the urban environment; it aims at defining what is a sustainable neighborhood, starting from the study of reference projects and integrating strongly field process requirements and constraints; Within this framework, environmental evaluation is positioned in the earth of the neighborhood design process as a tool for decision-making aid, allowing city stakeholders to inscribe their project in the concerns of sustainable urban development. The finality is to propose a method for evaluating the environmental impact of sustainable neighborhoods projects in the first design phase.This thesis is integrated in a CIFRE convention with the Nobatek company (technological Center working on sustainable construction and planning) and the GRECAU laboratory (Group of research in environment architectural and urban design). It proposes an analysis of the urban practice, defines the requirements for specific tools for the planning of sustainable urban projects and proposes a tool for environmental evaluation. The research work here presented is conducted for pragmatic objectives, as required by the collaboration with the company nobatek, i.e. closed to the reality of the planning process. The first part establishes the dependent stakes with town planning and proposes a historical study of the urban models for the ideal city. It is proposed there a glance on the principles and evolutions of the concept of ideal city in order to locate and include/understand the concept of sustainable city. The second part establishes the relevance of the district as the best scale of experimentation and proposes a definition of the sustainable neighborhood and analyzes various reference cases through their typologies, their urban form and their technical solutions. The third part proposes an overview of various tools allowing the analysis of the processes of design and evaluation of the sustainable neighborhoods. This analysis underlines in particular the non existence of the “absolute tool”, and concluded with the need to develop particular tools for evaluation, complementary to those already existing focused on design assistance and based on qualitative approaches. An analysis of the existing set of indicators is proposed, it shows their utility for an urban project as well as their limits. The fourth part proposes an analysis of the operational practice of town planning in the French context and proposes an operational approach of implementation of sustainability in such process. The latter part introduces the development of the tool for evaluation called NEST which constituted the final part of this work. The tool is based on the technique of life cycle analysis (ACV) to evaluate the environmental impacts of the district to be created. The physical elements of the district (buildings, public spaces, green areas, infrastructures), such as defined in an early phase of the urban project, are integrated in the tool. It calculates then seven environmental indicators to evaluate the project, these results being brought back to the stakeholders of the district planning process. An operational experimentation of the process proposed and the use of the evaluation tool is also eventually presented, based on the ongoing Kleber neighborhood project in Biarritz (Fr). It shows the contribution of the tool for the design of such district with the goal to set up there a sustainable neighborhood.Introducing the concept of sustainable development into town planning requires, in addition to environmental, social and economic approaches, a technical comprehension of the city and its urban components, as a closed system which consumes resources and as a consequence generates impacts.

La présente étude traite l’application des rubans amorphes dans les transformateurs de distribution dans l’objectif de réduire les pertes dans le réseau d’électricité. Les matériaux utilisés sont un alliage à base de fer, silicium et bore. Les premières études sur ce matériau amorphe révèlent une très bonne compatibilité chimique de ces derniers avec les huiles de transformateur. Ces rubans possèdent des durées de vie entièrement conforme aux exigences d’ERDF. Les pertes à vide représentent un élément non négligeable dans l’efficacité énergétique des matériels. Un transformateur amorphe génère 2 fois moins de pertes pendant toute sa vie qu’un transformateur conventionnel C0Ck. D'un point de vue général, la technologie amorphe appliquée aux transformateurs de distribution publique présente un intérêt majeur pour la réduction des pertes à vide. L'investissement réalisé dans un matériel certes plus onéreux à l'origine se trouve rentabilisé grâce aux économies réalisées sur les pertes à vide. Le retour sur investissement est possible en 10 à 12 années environ mais reste très variable en fonction du prix d'achat négocié. La qualification des transformateurs amorphes nécessite que les matériels répondent aux exigences de la spécification d’ERDF comme le critère "Tenue aux courants de court-circuit" qui constitue une composante essentielle dans l'acceptation des transformateurs amorphes. La tenue aux efforts de court-circuit a historiquement été problématique sur les transformateurs triphasés à noyaux amorphes. Le noyau se cisaille pendant le court-circuit, libérant des particules métalliques préjudiciables à la tenue diélectrique de l'appareil. Depuis, les constructeurs ont fait des progrès dans la conception mais les matériels ne sont pas encore pleinement satisfaisants. La tenue aux courts-circuits est l’enjeu et le défi que doit franchir cette technologie pour s’implanter et être crédible en Europe. / This PhD deals with the application of amorphous ribbons in distribution transformer cores in order to reduce network losses. The material is an alloy from iron, boron and silicon compounds. The first results on the material reveal a good physicochemical compatibility with tested transformer dielectric fluids. It should be noted these materials possess a far longer life than the transformer itself. The potential for reducing losses from distribution transformers is considered as one element of EU and national strategies on energy efficiency. Losses generated through amorphous transformers are twice less than conventional ones. Amorphous ribbon units represent a significant new advance in transformer technology and losses reduction. The investment, put to purchase the product, can be easily gained by the capitalisation of losses. The return can be achieved in 10 to 12 years, depending on the purchase price. It is expected that a transformer will be subjected to a number of short-circuits during its service life, but sooner or later one such event will cause some slight winding movement, and the ability of the transformer to resist further short-circuits will then be severely reduced. Amorphous metal distribution transformers (AMDT) is no exception and they should be able to resist electrodynamic forces during short-circuit test and match ERDF specifications. In fact, during SC, extreme electrodynamic forces cause the windings to deform and this shape deformity creates a lot of shear stress on amorphous cores which lead to break-up of some ribbons. The active part of an amorphous transformer should be strong enough to resist these stresses. In fact, the behaviour of the core materials under short circuit currents depends especially on the know-how of manufacturers who can outline electrodynamic stress inside transformers. Concept design and processes have been improved in order to provide reliable devices but the task is not completely done yet. Short-circuit withstand is one of the most important aspects which will approve this technology.

A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) se destaca como uma ferramenta de grande relevância na identificação dos impactos ambientais potenciais de um processo ou produto. Apesar disso, a ACV apresenta grandes limitações na avaliação de processos de manufatura discreta, devido à falta ou à incerteza nos dados adquiridos na fase de Inventário de Ciclo de Vida (ICV). O objetivo do presente trabalho foi propor e implementar um modelo dinâmico de execução da fase de ICV para uma unidade de processamento de manufatura discreta (ou processo unitário discreto de manufatura), com o intuito de reduzir as limitações referentes à falta e à incerteza dos dados de ICV. O modelo proposto baseou-se na metodologia Unit Process Life Cycle Inventory (UPLCI) e usou um sistema de monitoramento em tempo real compatível com o protocolo de comunicação MTConnect®. A implementação do modelo proposto foi feita em uma unidade de processamento de retificação cilíndrica externa, na qual os fluxos de energia elétrica, ar comprimido e emissão de ruído sonoro foram monitorados em tempo real. Além disso, seis modos de operação de corte foram definidos e testados. Três destes modos usaram rebolo de Al2O3 e trabalharam com taxas específicas de remoção (Q\'w) iguais a 10, 50 e 100 mm/mm3.min. Outros três modos de operação usaram rebolo de cBN e tiveram valores de Q\'w iguais a 50, 100 e 150 mm/mm3.min. Cada modo de operação de corte foi testado duas vezes, totalizando 12 testes. Cada teste consistia na remoção de 3000 mm3 de material de peças cilíndricas feitas com a liga de níquel e cromo, o Inconel 751. A partir dos dados encontrados na fase de ICV, um estudo de ACV com abordagem gate-to-gate foi realizado para a avaliação do desempenho ambiental dos seis modos de operação de corte. Além disso, itens de desempenho de produção (como tempo de processo, relação G, rugosidade e circularidade) também foram avaliados para os seis modos de operação de corte. Os dados obtidos na fase de ICV mostraram que os modos de operação com o rebolo de cBN apresentaram valores de potência até 30% superiores aos modos de operação com rebolo de Al2O3 com as mesmas taxas específicas de remoção (Q\'w). A avaliação de desempenho de produção mostrou grande superioridade do rebolo de cBN, que atingiu o menor de tempo de processo (com Q\'w = 150 mm/mm3.min), valores de relação G até 40 vezes superiores aos encontrados para o rebolo de Al2O3, além de maior estabilidade e resultados melhores nos quesitos de rugosidade e circularidade. Na avaliação de desempenho ambiental, o modo de operação com rebolo de cBN e Q\'w = 150 mm/mm3.min apresentou os melhores resultados em todos os indicadores de impactos ambientais avaliados. A partir da aplicação do modelo proposto pelo presente trabalho, foi possível criar um banco de dados de ICV organizado e em tempo real, fundamental para a realização das avaliações de desempenho ambiental e de produção. Além disso, foi possível determinar que o modo de operação com rebolo de cBN e Q\'w = 150 mm/mm3.min apresentou a melhor relação entre desempenho de produção e desempenho ambiental dentre os seis modos testados. / Life Cycle Assessment (LCA) is one of the most prominent tools to identify the potential environmental impacts of a process or product. The LCA, however, has great limitations on the assessment of discrete manufacturing processes, due the lack or the uncertainty of the data acquired during its Life Cycle Inventory phase (LCI). The objective of this work was to propose and to implement a dynamic model to perform the LCI phase for a discrete manufacturing unit process, in order to minimize the limitations associated with the lack and uncertainty of the LCI data. The proposed model was based on the Unit Process Life Cycle Inventory (UPLCI) methodology and used a real time MTConnect® compliant monitoring system. The implementation of the proposed model was executed on an external cylindrical grinding unit process, which had its energy, compressed air and noise emission flows monitored in a real time basis. Besides that, six cutting operational modes were defined and tested. Three of the cutting modes used a corundum grinding wheel and worked with specific removal rates Q\'w equals to 10, 50 and 100 mm/mm3.min. The other three modes used a cBN grinding wheel and worked with Q\'w equals to 50, 100 and 150 mm/mm3.min. Each cutting mode was tested twice, resulting in 12 tests. Each test consisted on the volume of removed material of 3000 mm3 from nickel-chrome alloy, the Inconel 751, cylindrical workpieces. From the LCI results, a LCA study was performed, using a gate-to-gate approach, to evaluate the environmental performance of the six cutting modes. Production performance items (process time, G-ratio, roughness and roundness) were also evaluated for the six cutting modes. The LCI data showed that the cBN wheel cutting modes presented power values 30% higher that the corundum wheel cutting modes with the same Q\'w specifications. The production performance evaluation showed the superiority of the cBN grinding wheel, which achieved the lowest process time (with Q\'w = 150 mm/mm3.min), presented G-ratio values 40 times higher than the corundum wheel cutting modes and higher stability and best results for roughness and roundness. On the environmental performance evaluation, the cutting mode using cBN grinding wheel and Q\'w = 150 mm/mm3.min presented the best results for all the potential environmental impacts indicators. From the application of the model proposed by this work, it was possible the creation of an organized and real time LCI database, used to perform both environmental and production performance evaluations. Besides, it was possible to decide that the cBN wheel cutting mode with Q\'w = 150 mm/mm3.min presented the best tradeoff between environmental and production performances among the six tested cutting modes.

A produção de energia elétrica é intimamente vinculada ao seu consumo. Ela acompanha o consumo, pois os processos de produção não armazenam energia e o ponto ótimo se dá quando não se tem nem excesso nem falta da quantidade de energia produzida em relação à consumida. Por sua vez, o consumo de energia elétrica está relacionado ao padrão de crescimento e desenvolvimento da nação. Inúmeras evidências, associando o consumo de energia elétrica ao produto interno bruto e outros índices de desenvolvimento, são encontrados na literatura, os quais mostram claramente esta justa correlação. Por outro lado, o total de energia elétrica produzida é o resultado da soma das produções individuais das diversas fontes de recursos, tais como: gás natural, carvão vapor, hídricas, produtos de cana, eólica e urânio. Este é um cenário típico de produtores e consumidores, em que os produtores concorrem, entre si, para suprir a demanda. Qualquer variação na produção de um é compensada pela produção dos outros, a fim de se manter a demanda atendida na exata medida de suas necessidades. Neste trabalho foram desenvolvidas uma metodologia original e uma ferramenta de simulação, no aplicativo MATLAB®, e estabelecidos parâmetros e indicadores ambientais para auxiliar a tomada de decisões quanto ao direcionamento de investimentos na área de produção de energia elétrica, mostrando como minimizar os efeitos nocivos ao meio ambiente e acompanhar o crescimento da demanda simultaneamente. São utilizadas técnicas e metodologias consagradas, tais como a Avaliação do Ciclo de Vida, a Contabilidade Emergética, a Análise Estatística, a Teoria de Sistemas sobre a base de dados oficial do governo brasileiro, isto é, a matriz 27x47 do relatório anual Boletim Energético Nacional (BEN) do Ministério das Minas e Energia (MME), fornecendo uma visão holística e otimizada do setor energético nacional e em particular da área de energia elétrica. Alguns temas polêmicos como o efeito da utilização da área florestal para a produção de energia elétrica e o esgotamento de reservas energéticas são discutidos no final deste trabalho. / The production of electricity is closely linked to its consumption. It follows the consumption, because the production processes do not stock up energy and the optimum point is when it does not have over or less quantity of energy produced according to its consumption. In turn, energy consumption is related to the level of growth and development of the nation. A lot of evidence associating energy consumption to gross domestic product and other development indicators are found in the literature, which clearly shows this correlation. On the other side, there are several sources of resources from which is produced electric power, such as: natural gas, steam coal, hydro, sugarcane waste, wind and uranium in amounts that together supply the need consumption required all the time and could supply more than the required amount. This presented scenario is a typical example of producers and consumers, where producers compete to supply demand, and any variation in one of them is offset by the production of others, in order to get demand attended in the exact extent of their needs. In this work were developed a methodology and a tool, and also parameters were set to help decision making regarding guidelines for investments in the production of electricity, directing to minimize harm to the environment and at the same time meet the growing of the demand. Techniques and traditional methods were used, such as Life Cycle Assessment, Emergy Accounting, Statistical Analysis, the System Theory on the official database of the Brazilian government, that is, the 27x47 matrix of the Annual Report National Energy Bulletin (BEN) of Ministry of Mines and Energy (MME), providing an holistic and optimized overview in the energy national sector and in particular the electric power sector. Some controversial issues as the effect of using the forest for the production of electricity and the depletion of energetic reserves are discussed at the end of this work.

A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) se destaca como uma ferramenta de grande relevância na identificação dos impactos ambientais potenciais de um processo ou produto. Apesar disso, a ACV apresenta grandes limitações na avaliação de processos de manufatura discreta, devido à falta ou à incerteza nos dados adquiridos na fase de Inventário de Ciclo de Vida (ICV). O objetivo do presente trabalho foi propor e implementar um modelo dinâmico de execução da fase de ICV para uma unidade de processamento de manufatura discreta (ou processo unitário discreto de manufatura), com o intuito de reduzir as limitações referentes à falta e à incerteza dos dados de ICV. O modelo proposto baseou-se na metodologia Unit Process Life Cycle Inventory (UPLCI) e usou um sistema de monitoramento em tempo real compatível com o protocolo de comunicação MTConnect®. A implementação do modelo proposto foi feita em uma unidade de processamento de retificação cilíndrica externa, na qual os fluxos de energia elétrica, ar comprimido e emissão de ruído sonoro foram monitorados em tempo real. Além disso, seis modos de operação de corte foram definidos e testados. Três destes modos usaram rebolo de Al2O3 e trabalharam com taxas específicas de remoção (Q\'w) iguais a 10, 50 e 100 mm/mm3.min. Outros três modos de operação usaram rebolo de cBN e tiveram valores de Q\'w iguais a 50, 100 e 150 mm/mm3.min. Cada modo de operação de corte foi testado duas vezes, totalizando 12 testes. Cada teste consistia na remoção de 3000 mm3 de material de peças cilíndricas feitas com a liga de níquel e cromo, o Inconel 751. A partir dos dados encontrados na fase de ICV, um estudo de ACV com abordagem gate-to-gate foi realizado para a avaliação do desempenho ambiental dos seis modos de operação de corte. Além disso, itens de desempenho de produção (como tempo de processo, relação G, rugosidade e circularidade) também foram avaliados para os seis modos de operação de corte. Os dados obtidos na fase de ICV mostraram que os modos de operação com o rebolo de cBN apresentaram valores de potência até 30% superiores aos modos de operação com rebolo de Al2O3 com as mesmas taxas específicas de remoção (Q\'w). A avaliação de desempenho de produção mostrou grande superioridade do rebolo de cBN, que atingiu o menor de tempo de processo (com Q\'w = 150 mm/mm3.min), valores de relação G até 40 vezes superiores aos encontrados para o rebolo de Al2O3, além de maior estabilidade e resultados melhores nos quesitos de rugosidade e circularidade. Na avaliação de desempenho ambiental, o modo de operação com rebolo de cBN e Q\'w = 150 mm/mm3.min apresentou os melhores resultados em todos os indicadores de impactos ambientais avaliados. A partir da aplicação do modelo proposto pelo presente trabalho, foi possível criar um banco de dados de ICV organizado e em tempo real, fundamental para a realização das avaliações de desempenho ambiental e de produção. Além disso, foi possível determinar que o modo de operação com rebolo de cBN e Q\'w = 150 mm/mm3.min apresentou a melhor relação entre desempenho de produção e desempenho ambiental dentre os seis modos testados. / Life Cycle Assessment (LCA) is one of the most prominent tools to identify the potential environmental impacts of a process or product. The LCA, however, has great limitations on the assessment of discrete manufacturing processes, due the lack or the uncertainty of the data acquired during its Life Cycle Inventory phase (LCI). The objective of this work was to propose and to implement a dynamic model to perform the LCI phase for a discrete manufacturing unit process, in order to minimize the limitations associated with the lack and uncertainty of the LCI data. The proposed model was based on the Unit Process Life Cycle Inventory (UPLCI) methodology and used a real time MTConnect® compliant monitoring system. The implementation of the proposed model was executed on an external cylindrical grinding unit process, which had its energy, compressed air and noise emission flows monitored in a real time basis. Besides that, six cutting operational modes were defined and tested. Three of the cutting modes used a corundum grinding wheel and worked with specific removal rates Q\'w equals to 10, 50 and 100 mm/mm3.min. The other three modes used a cBN grinding wheel and worked with Q\'w equals to 50, 100 and 150 mm/mm3.min. Each cutting mode was tested twice, resulting in 12 tests. Each test consisted on the volume of removed material of 3000 mm3 from nickel-chrome alloy, the Inconel 751, cylindrical workpieces. From the LCI results, a LCA study was performed, using a gate-to-gate approach, to evaluate the environmental performance of the six cutting modes. Production performance items (process time, G-ratio, roughness and roundness) were also evaluated for the six cutting modes. The LCI data showed that the cBN wheel cutting modes presented power values 30% higher that the corundum wheel cutting modes with the same Q\'w specifications. The production performance evaluation showed the superiority of the cBN grinding wheel, which achieved the lowest process time (with Q\'w = 150 mm/mm3.min), presented G-ratio values 40 times higher than the corundum wheel cutting modes and higher stability and best results for roughness and roundness. On the environmental performance evaluation, the cutting mode using cBN grinding wheel and Q\'w = 150 mm/mm3.min presented the best results for all the potential environmental impacts indicators. From the application of the model proposed by this work, it was possible the creation of an organized and real time LCI database, used to perform both environmental and production performance evaluations. Besides, it was possible to decide that the cBN wheel cutting mode with Q\'w = 150 mm/mm3.min presented the best tradeoff between environmental and production performances among the six tested cutting modes.