Orientadores: Edson Aparecido Abdul Nour, Pedro Sérgio Fadini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-16T21:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AntonioCarlosdos_M.pdf: 4339309 bytes, checksum: 8c2a2b650382806186dfd588a5c69deb (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: No presente trabalho foi verificada a contribuição nas emissões de metano para a atmosfera da Estação de Tratamento de Esgoto de Jundiaí, em duas campanhas de coletas em suas lagoas de decantação, com as amostragens sendo realizadas em pontos próximos à entrada e à saída das lagoas. Utilizou-se um coletor de gás semelhante ao concentrador de gás interno do reator UASB, a técnica da câmara estática para amostragem dos fluxos totais e a câmara estática adaptada para a coleta dos fluxos difusivos, na qual foi instalado um anteparo para impedir a coleta dos fluxos ebulitivos. Para a análise dos fluxos foram medidas as variáveis ambientais, pressão e temperatura. Os fluxos foram medidos e divididos por tipo: difusivos (liberados para a atmosfera por meio da difusão mássica) e ebulitivos (liberados para a atmosfera por meio de bolhas). O fluxo ebulitivo representou cerca de 95% da liberação total de metano para a atmosfera, e um valor médio de 9.008 mg CH4/m2 d. O fluxo difusivo teve valor médio de 421 mg CH4/m2 d. Devido a pouca variação nas temperaturas não foi possível verificar a sua correlação com os fluxos de metano. Porém com a altura do manto de lodo no interior das lagoas a correlação foi direta. Na estimativa do potencial energético do metano, os 471 kg CH4/d que poderiam ser recuperados, gerariam até 196 MWh/mês de energia elétrica, desconsiderando-se as perdas do sistema. Considerando-se o fluxo total médio e a área total das quatro lagoas de decantação, a emissão anual de metano foi de 264 Mg CH4. Estas estimativas ainda conservam uma incerteza devido às extrapolações das medidas realizadas / Abstract: In the present work was estimated the contribution of methane emission to the global atmosphere. In this study were realized two campaigns of collections in the settling ponds n.°03 (2008) and n.°04 (2010) with sampling operation being carried out in points coming into and out of the lagoons. A gas collector has been utilized as the UASB inner gas keeper and the static chamber technique to samples of the total flux, that chamber was adapted to collect diffusive flux in which was settled a screen to prevent bubble flux. To the flux analyses were measured some environmental variable mainly the temperature, and divided by type: diffusive (released to the atmosphere through the massive diffusion) and bubble (released to the atmosphere through bubble). The bubble flux submitted about 95% of the total methane liberation to the atmosphere and submitted an average value of 9.008 mgCH4/m².day. The diffusive flux submitted an average value of 421 mgCH4/m².day. Due of a little variation in the temperature it was not possible to verify the co-relation between methane flux with the temperatures. In spite of the height backlog of sludge in the deep of collection the direct co-relation was obtained. In the energetic potential of methane was estimated 471 kgCH4/day that could be recovered, would generate until 196 MWh/month of energy ignoring the system loss. Considering the average total flux of total area of the collection decantation lagoons, the annual emission of methane was 264 MgCH4 (Mega grams of methane). Those estimates still retain an uncertainty due extrapolations of the measures carried out / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Telma Teixeira Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T01:46:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Scoparo_CarlosHenriqueGimenes_M.pdf: 8721395 bytes, checksum: f551ca0f4783c7c7d5825095f8583c89 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho é uma contribuição ao desenvolvimento da tecnologia de sequestro de dióxido de carbono através do cultivo de microrganismos unicelulares fotossintetizantes (microalgas e cianobactérias). O aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera terrestre, principalmente CO2 formado na queima de combustíveis fósseis, e os temores relativos ao impacto do aquecimento global sobre o equilíbrio climático do planeta têm levado ao desenvolvimento de tecnologias que promovam o sequestro do CO2 emitido e a substituição de combustíveis fósseis por fontes sustentáveis e mais limpas como os biocombustíveis. As microalgas podem ser usadas simultaneamente para promover o sequestro de CO2 durante o crescimento fotossintético e ser a matéria-prima de diversos biocombustíveis, principalmente biodiesel e biogás. Neste sentido, este trabalho objetivou (1) quantificar as taxas de sequestro de CO2 nas fases líquida e gasosa durante o cultivo fotossintético da cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli em fotobiorreator tubular de coluna de bolhas usando como meio de cultura efluente líquido da indústria petroquímica enriquecido com sais; (2) determinar quanto do CO2 sequestrado é efetivamente fixado na biomassa das microalgas; (3) quantificar o impacto do fotoperíodo de 12 horas de luminosidade sobre o desempenho do sistema de cultivo; (4) discutir a viabilidade energética e ambiental do processo. Os resultados experimentais demonstraram equivalência entre as taxas de sequestro de CO2 medidas nas fases líquida e gasosa do sistema, atingindo uma taxa máxima de sequestro de CO2 de 18,7 ± 0,5 mg/L/min em 96 horas de cultivo em batelada sob luminosidade constante. A operação em fotoperíodo de 12 horas de luminosidade levou a uma diminuição de 78% do total de CO2 sequestrado pelo sistema. O balanço parcial das rotas de conversão de carbono demonstrou que aproximadamente apenas 3% do CO2 sequestrado pelo sistema é efetivamente fixado na biomassa formada e que rotas biológicas de fixação de carbono, como a excreção de biopolímeros e liberação de compostos orgânicos voláteis, são predominantes durante o cultivo em detrimento de rotas físico-químicas. A análise de viabilidade energético-ambiental do processo em escala industrial demonstrou que o sistema é capaz de produzir mais energia do que consome durante o processo produtivo / Abstract: This work is a contribution to the development of the technology of carbon dioxide biofixation through the cultivation of unicellular photosynthesizing microorganisms (microalgae and cyanobacteria). The increase of greenhouse gases concentration in the earth atmosphere, mainly CO2 released through the burning of fossil fuels, and the worries about the impact of global warming on the planetary climate equilibrium has taken to the development of CO2 sequestration technologies and the replacement of fossil fuels for cleaner and sustainable fuels such as biofuels. Microalgae can be used simultaneously to promote CO2 sequestration during its photosynthetic growth and be a source of various types of biofuels, mainly biodiesel and biogas. In this regard, this work aimed to (1) quantify CO2 sequestration rates in both liquid and gaseous phases during the photosynthetic cultivation of the cyanobacteria Aphanothece microscopica Nägeli in bubble column photobioreactor using supplemented refinery wastewater as culture medium; (2) determine the percentage of carbon dioxide sequestered that is effectively fixed as microalgal biomass; (3) quantify the impact of intermittent illumination (light cycle of 12 hours) on the culture performance; (4) discuss the energetic and environmental viability of the process. The experimental results showed equivalence between CO2 sequestration rates measured on liquid and gaseous phases of the system. Maximum CO2 sequestration rates of 18.7 ± 0.5 mg/L/min were achieved at 96 hours of cultivation during the continuous illumination experiment. The cultivation in intermittent light regime resulted in a loss of 78% on the CO2 sequestration capacity. The partial balance of the carbon conversion routes showed that only a small fraction (about 3%) of the sequestered CO2 was effectively fixed as microalgae biomass. Additionally, biological conversion routes, as the excretion of biopolymers and the release of volatile organic compounds, seemed to be predominant in the bioreactor rather than physicochemical routes. The energetic and environmental viability analysis of the industrial process showed that the system is able to produce more energy than the amount that is consumed during the production process / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

This work aims to provide a forecast of the air temperature for future climatic scenarios with an estimation of sea level rise and its environmental consequences in the municipality of Ubatuba. The adopted methodology is based on the use of air temperature simulated data from HadCM3 Model from Hadley Center from United Kingdom (from 2000 until 2099) considering two scenarios used by the Intergovernmental Panel on Climate Changes, namely A2 scenario (pessimistic) and B1 scenario (optimistic). The estimates of elevation of the sea level of 124 and 268 cm for 2050 and 2100, respectively was realized based on tidal observations in Ubatuba in the period from 1954 up to 1993. As result it is estimated an increase of the air temperature by 5.3 ( 3.0)C for the A2 scenarious and by 3.4 ( 3.0)C to B1 case. Using data of topographyc profiles of 11 beaches in the region, it has been concluded that all these beaches will disappear by 2050. / Este trabalho tem por objetivo apresentar uma previsão da temperatura do ar em cenários climáticos futuros, com uma estimativa da elevação do nível do mar e suas conseqüências ambientais no município de Ubatuba. A metodologia adotada esta baseada na utilização de dados de temperatura do ar simulados pelo modelo HadCM3 do Hadley Center do Reino Unido (no período de 2000 a 2099), considerando dois cenários utilizados pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas, a saber: cenário A2 (pessimista) e cenário B1 (otimista). As estimativas de aumento do nível do mar foram realizadas a partir de registros maregráficos de Ubatuba (de 1954 a 1993). Como resultado estima-se um aumento na temperatura média global de 5,3 ( 3,0)C para o cenário A2 e de 3,4 ( 3,0)C para o cenário B1 e uma estimativa de elevação do nível médio do mar de 124 e de 268 cm para os anos de 2050 e 2100, respectivamente. Usando-se dados de perfis topográficos de 11 praias insulares na região, conclui-se que estas praias desaparecerão a partir de 2050.

Submitted by Elaine Lucia (lucia.elaine@live.com) on 2015-07-10T18:09:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Flávio Soares Medeiros Júnior.pdf: 7020420 bytes, checksum: 029a908565ff5cb69a686dce58dbe04b (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T18:22:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Flávio Soares Medeiros Júnior.pdf: 7020420 bytes, checksum: 029a908565ff5cb69a686dce58dbe04b (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T18:25:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Flávio Soares Medeiros Júnior.pdf: 7020420 bytes, checksum: 029a908565ff5cb69a686dce58dbe04b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-10T18:25:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Flávio Soares Medeiros Júnior.pdf: 7020420 bytes, checksum: 029a908565ff5cb69a686dce58dbe04b (MD5) Previous issue date: 2011-09-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The resulting global climate change due to global warming phenomenon and ozone layer depletion are posing serious challenge to the scientific community as well as to the human society in general. Temperature equilibrium in the Earth’s atmosphere is maintained by a balanced absorption and emission of all the electromagnetic radiation reaching surface of the Earth. Over the last few decades, as a by-product of the rapid industrial and economic growth in several countries, the concentration of the greenhouse gases in the atmosphere is gradually increasing, which, in turn, is increasing the global surface temperature. Carbon dioxide, Methane, nitrous oxide, hydroflurocarbons (HFC), Chloroflurocarbons (CFC) are some of the most commonly known greenhouse gases that are being released to the earth’s atmosphere with ever increasing volume by the worldwide anthropogenic and industrial activities. In this respect, it is important to know the physical characteristics of these greenhouse gases in order to assess scientifically which properties are most important in determining their efficacy and how we can minimize the heat absorption capacity of these molecular species. Keeping in mind the social importance of these facts regarding greenhouse gas (GHG), we have made a detailed analysis of a few electrical and spectral properties of some gases like methane (CH4), Perfluorocarbon (CF4) and some other intermediate fluorocarbons and Chlorofluorocarbons such as CH3F, CH2F2, CHF3, CClF3, CCl2F2 e CCl3F in a micro-solvated environment using high level quantum chemical methods. The ab initio quantum chemical calculations using the second-order Moller-Plesset Perturbation Theory (MP2) and Density Functional Theory (DFT), with sufficiently large basis. Fully unconstrained geometry optimizations and harmonic frequencies are obtained for the hydrogen bonded structures of the greenhouse gases and the solvent molecules using different basis sets. We have calculated the binding energies besides several electrical properties like the dipole moment, mean polarizability, interaction polarizability and polarizability anisotropy for each of these systems and investigated the dependence of the total infra-red absorption intensity of each greenhouse gases on the number of polar bonds and hydrogen bonds. The insights gained by this investigation may help in better understanding the global warming process at a molecular level. / A mudança do clima global devido ao fenômeno do aquecimento global e da prostração da camada de ozônio, está levantando um desafio sério à comunidade científica, bem como à sociedade humana em geral. O equilíbrio da temperatura na atmosfera da Terra é mantido por uma absorção e por uma emissão balanceadas de toda a radiação eletromagnética que alcança a superfície da Terra. Nas últimas décadas, como um subproduto do crescimento industrial e econômico rápido de diversos países, a concentração dos gases de efeito estufa na atmosfera está aumentando gradualmente, e, por sua vez, está gerando aumento da temperatura da superfície global. O dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, hidrofluorocarbonos (HFC), Clorofluorocarbonos (CFC) são alguns dos gases de estufa mais conhecidos que estão sendo liberados na atmosfera da Terra com volume crescente pelas atividades antropogênicas e industriais. A este respeito, é importante conhecer as características físicas desses gases de efeito estufa a fim de avaliar, cientificamente, que propriedades são mais importantes para determinar sua eficiência e como podemos minimizar a capacidade de absorção do calor dessas espécies moleculares. Tendo em mente a importância social desses fatos, a respeito dos gases de efeito estufa (Greenhouse Gas - GHG´s), fizemos uma análise detalhada de algumas propriedades elétricas e espectrais de alguns desses gases, que incluem o metano (CH4), o perfluorocarbono (CF4), o tetracloreto de carbono (CCl4) e os fluorocarbonos (CF4) e clorofluorocarbonos intermediários, tais como CH3F, CH2F2, CHF3, CClF3, CCl2F2 e CCl3F em um ambiente microssolvatado. Os cálculos foram feitos usando métodos ab initio como teoria de perturbação segunda-ordem de Moller-Plesset (MP2) e a Teoria Funcional da Densidade (DFT), com conjunto de bases, suficientemente grande. As otimizações das geometrias e os cálculos das frequências harmônicas, são feitas para as estruturas de aglomerados de moléculas de gases de efeito estufa, estabilizados por ligações de hidrogênio, e das moléculas solventes que usam bases diferentes. Calculamos as energias de ligação, além de diversas propriedades elétricas como o momento de dipolo, o polarizabilidade média, a polarizabilidade da interação e a anisotropia de polarizabilidade para cada um desses sistemas e investigamos a dependência da intensidade total da absorção infravermelha de cada gás de efeito estufa no número de ligações polares e de ligações de hidrogênio. Os estudos feitos por esta investigação podem ajudar a melhor compreender o processo de aquecimento global em nível molecular.

Submitted by Elaine Lucia (lucia.elaine@live.com) on 2015-07-10T19:38:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcílio Bárcry Souza.pdf: 3854379 bytes, checksum: ac239a51dd2786d35e897d0efbbdcabe (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-13T14:07:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcílio Bárcry Souza.pdf: 3854379 bytes, checksum: ac239a51dd2786d35e897d0efbbdcabe (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-13T14:16:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcílio Bárcry Souza.pdf: 3854379 bytes, checksum: ac239a51dd2786d35e897d0efbbdcabe (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-13T14:16:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcílio Bárcry Souza.pdf: 3854379 bytes, checksum: ac239a51dd2786d35e897d0efbbdcabe (MD5) Previous issue date: 2013-12-16 / CNPq - Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Carbon dioxide (CO2) is one of the most well-known and commonly used molecules in the scientific world as well as in human society, in general. It is present everywhere from the interstellar space to the ocean waters. It is present in plants, in human blood and also in industrial refrigerants. As a greenhouse gas, it absorbs the infrared radiation emitted by the earth which causes the increase in the atmospheric temperature. So, the study of intermolecular interactions between the molecules of CO2 with itself and other molecules is one of the most important and current research topics in molecular physics and quantum chemistry. Several experimental studies, mainly with spectroscopy of dimers and trimers of CO2 have been performed in recent decades. However, the number of theoretical works on clusters of CO2 is much lower compared to experiments. In this regard it is of great importance to have information on intermolecular interactions and spectroscopic properties of molecular systems containing CO2. With this motivation, we study intermolecular interactions with CO2 with itself as well as with water (H2O) , carbonic acid (H2CO3) and methanol (CH3OH) forming dimers, trimers and tetramers through van der Waals type intermolecular interactions using the method of Density Functional Theory (DFT) . These clusters can be represented by (CO2)n + X , where n = 1, 2, 3 and X = H2O, CH3OH, CO2 and H2CO3. Four different quantum chemical models formed by various combinations of different Gaussian basis sets and DFT functionals have been used to optimize the molecular geometries and to calculate the minimum of the potential energy surface of each homogeneous and heterogeneous CO2 cluster. The models are: B3LYP/6-311++G(d,p), B3LYP/aug-cc-pVDZ, BHandHLYP/6-311++G (d,p), BHandHLYP/aug-cc-pVDZ. The presence of intermolecular van der Waals interactions and the formation of hydrogen bonds introduce changes in structural energetics as well as in electrical and spectroscopic properties. In this work, we present a systematic analysis of the changes in the structural and energetic properties (formation of hydrogen bond, binding energies), electric properties (dipole moment, average polarizability) and spectroscopy of several clusters of CO2 in the gas phase. / Dióxido de carbono (CO2) é uma das moléculas mais conhecidas e utilizadas tanto no mundo científico quanto na sociedade em geral. Ela está presente em todo lugar desde o espaço interestelar até nas águas dos mares. Ela está presente nas plantas, no sangue humano e também nos refrigerantes industrializados. Como um gás de estufa, ela absorve a radiação infravermelha emitida pela terra que causa o aumento da temperatura terrestre. Por isso, o assunto de interações intermoleculares entre as moléculas de CO2 com CO2 e também outras moléculas é um dos mais importantes e atual na pesquisa de física molecular e química quântica. Vários trabalhos experimentais, principalmente com espectroscopia dos dímeros e trímeros de CO2 já foram feitos nas últimas décadas. O número de trabalhos teóricos sobre aglomerados de CO2 é bastante inferior em comparação com experimental. A respeito disso é de grande importância ter informações sobre interações intermoleculares e propriedades espectroscópicas de sistemas moléculares contendo CO2. Com esta motivação, estudamos interações intermoleculares com o próprio CO2, com a água (H2O), ácido carbônico (H2CO3) e metanol (CH3OH) formando dímeros, trímeros e tetrâmeros estabilizados pelas interações intermoleculares tipo Van der Waals usando o método da Teoria de Funcional da Densidade (DFT). Esses aglomerados podem ser representados por ( ) , onde e H2O, CH3OH, H2CO3 e CO2. Diferentes bases gaussianas e funcionais da DFT formam os seguintes modelos utilizados para otimizar as geometrias de aglomerados homogênios e heterogênios de CO2 e cálculo de superfície de potencial mínima: B3LYP/6-311++G(d,p), B3LYP/aug-cc-pVDZ, BHandHLYP/6-311++G(d,p), BHandHLYP/aug-cc-pVDZ. A presença de interações intermoleculares de Van der Waals e a formação de ligação de hidrôgenio mudam as propriedades estruturais, energéticas, elétricas e espectroscópicas. Neste presente trabalho, apresentamos uma análise sistemática sobre as variações de propriedades estruturais e energéticas (energia da ligação, ponte de hidrogênio) e elétricas (momento dipolo, polarizabilidade média) nos vários aglomerados de CO2 em fase gasosa.

A agricultura está relacionada à concentração atmosférica de gases de efeito estufa (GEE) através dos processos básicos que ocorrem no sistema solo-planta. Mudanças no uso e manejo do solo podem causar tanto efeito negativo como positivo no que se refere à emissão de gases de efeito estufa para a atmosfera. O objetivo deste trabalho foi avaliar o fluxo de óxido nitroso e metano em diferentes sistemas de produção agropecuários e na vegetação natural durante as estações do ano, analisando os fatores edafoclimáticos que influenciam as emissões desses gases de efeito estufa. O experimento foi desenvolvido na Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, na cidade de São Carlos - SP (21 ° 57\'S, 47 ° 50\'W), no período de outubro de 2013 a agosto de 2014, onde se avaliou o fluxo de gases de efeito estufa em todas as estações do ano. Foram avaliadas as emissões de óxido nitroso (N2O) e metano (CH4) das pastagens pelo solo dos sistemas de integração lavoura-pecuária floresta - ILPF, integração lavoura-pecuária - ILP, silvipastoril - IPF, pastagem sob manejo intensivo - INT, pastagem sob manejo extensivo - EXT e a vegetação natural (Floresta Estacional Semidecidual do Bioma Mata Atlântica) - Floresta. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com repetições. Foram usadas duas repetições para cada área de pastagem, que consistiram nos blocos. Os fluxos líquidos de emissão de óxido nitroso e metano foram coletados de amostras de ar provenientes de \"câmaras estáticas\", seis por tratamento, sendo três câmaras (repetições) por bloco (área de pastagem ou parcelas na floresta) em cada amostragem. As coletas das amostras gasosas foram feitas em três tempos (0, 30 e 60 minutos) durante 10 dias em cada estação do ano (meados) e analisadas por cromatografia gasosa. Simultaneamente às coletas de gases, coletaram-se amostras de solo em áreas adjacentes para determinação dos teores de N-total, N-NH+4 e N-NO-3 e da umidade gravimétrica. Nessas amostras foram mensuradas a fertilidade do solo, as densidades aparente e de partícula do solo e a porcentagem do espaço poroso do solo ocupado por água. Nas taxas de emissões de metano, os sistemas de produção intensivo e extensivo tiveram as maiores contribuições, ambos com uma emissão média diária de 0,067g de CH4 ha-1 d-1. O verão foi a estação do ano que apresentou a maior emissão de metano, com uma taxa média de 0,110 g CH4 ha-1 d-1. Em relação ao óxido nitroso, os sistemas de iLP e intensivo, apresentaram os menores índices de emissão, 0,007 g de N2O ha-1 d-1. Entre as estações do ano, não houve diferença estatística na emissão média de N2O. Dentre as variáveis edafoclimáticas correlacionadas com a emissão dos gases, somente temperatura média e máxima apresentaram correlação significativa com o fluxo de N2O ha-1 d-1 e para o metano, temperatura média e mínima, umidade relativa do ar, precipitação, espaço poroso do solo, amônio e nitrato do solo obtiveram correlação com a emissão de CH4 ha-1 d-1, entretanto as correlações foram muito fracas. Houve interação entre as estações do ano e os sistemas de produção para os fluxos dos gases de efeito estufa. As emissões de metano e óxido nitroso foram bastante baixas em todos os sistemas de produção e na floresta e variaram em função das estações do ano, havendo pequenos fluxos de emissão e, em algumas ocasiões, influxos na dinâmica dos gases metano e óxido nitroso. / Agriculture is related to the atmospheric concentration of greenhouse gases (GHG) through the basic processes that occur in the soil-plant system. Changes in land use and management can cause both negative and positive effects on GHG emission into the atmosphere. The objective of this work was to evaluate the flow of nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) in different agricultural production systems and in the natural vegetation during the four seasons, analyzing the edaphoclimatic factors that influence the emissions of these gases. The experiment was carried out at the Brazilian Agricultural Research Corporation, in São Carlos, SP (21 ° 57\'S, 47 ° 50\'W), from October 2013 to August 2014. Nitrous oxide and methane emissions were evaluated in the soil of the crop-livestock-forest (CLF), crop-livestock (CL) and livestock-forest (LF) integrated systems, traditional intensively manged pasture (INT), pasture under extensive management - EXT and the natural vegetation - Seasonal Semideciduous Forest of the Atlantic Forest Biome - FOR. The experimental design was in randomized blocks (two replicates per treatment). Nitrous oxide and CH4 emission net flows were collected from air samples from six \"static chambers\" allocated per treatment (three replicates) per block (pasture area or forest plots) at each sampling. The gas samples were collected three times (0, 30 and 60 minutes) and analyzed by gas chromatography. Simultaneously to the gas sampling, soil samples were collected in adjacent areas to determine N-total, N-NH+4 and N-NO-3 contents and gravimetric moisture. The soil fertility, apparent and particle densities and the percentage of soil porous space occupied by water were measured. In the methane emission rates, intensive and extensive production systems had the highest contributions, both with an average daily emission of 0.067g CH4 ha-1 d-1. Summer was the season with the highest methane emission, with an average rate of 0.110 g CH4 ha-1 d-1. In relation to nitrous oxide, the iLP and intensive systems had the lowest emission rates, 0.007 g of N2O ha-1 d-1. Among the seasons, there was no statistical difference in the mean emission of N2O. Among the edaphoclimatic variables correlated with the gas emission, only mean and maximum temperature showed a significant correlation with the N2O ha-1 d-1 flow and for methane, mean and minimum temperature, relative humidity, precipitation, pore space Soil, ammonium and soil nitrate obtained correlation with the emission of CH4 ha-1 d-1, however the correlations were very weak. There was interaction between the seasons of the year and the production systems for the flows of greenhouse gases. The emissions of methane and nitrous oxide were quite low in all production systems and in the forest and varied according to the seasons, with small emission fluxes and, at times, influxes in the dynamics of methane and nitrous oxide gases.

Brazil is one of the world\'s largest producers and exporters of soybeans. The oil and meal obtained from grains are important components of biodiesel and animal feed chains. In recent years, international standards and certifications were developed to promote sustainability in the agricultural supply chain. In this context, greenhouse gases (GHG) emissions in the products life cycle has been the main point of interest to the scientific community and consumers. Few studies have evaluated the GHG emissions in soybean cultivation with specific data for the Brazilian reality. The aim of this study was to evaluate the main sources of GHG in soybean production in the State of Mato Grosso, Brazil. We evaluated 55 farms in the crop years of 2007/08, 2008/09 and 2009/10, accounting for 180,000 hectares of soybean cultivation area and totaling 114 individual situations. The results indicated that the largest source of GHG in the soybean production is the decomposition of crop residues (36%), followed by fuel use (19%), fertilizer application (16%), liming (13%), pesticides (7%), seeds (8%) and electricity consumed at the farms (<1%). The average GHG emissions considering the three crop years were 0.186 kg of CO2eq kg-1 of soybean produced. Based on these results, field experiments were conducted to quantify N2O emissions from the decomposition of soybean crop residues in different climatic regions and harvest periods in Brazil. Our results show that, in field conditions, the contribution of N2O emissions from senesced and desiccated residues that remain on field after soybean harvest are unlikely to represent a significant source of N2O loss above normal background soil emissions. These results were also supported by the laboratory incubation experiment, indicating that the IPCC methodology for estimating N2O emissions from soybean crop residues may provide overestimations for the Brazilian conditions. The results of this study provide relevant and specific information to producers, industry and scientific community regarding the environmental impacts associated with soybean production in Brazil / O Brasil é um dos maiores produtores e exportadores mundiais de soja. O óleo e farelo obtidos dos grãos são componentes importantes das cadeias do biodiesel e ração animal. Nos últimos anos, normas e certificações internacionais foram desenvolvidas para promover a sustentabilidade na cadeia de produção agrícola. Nesse contexto, as emissões de gases de efeito estufa (GEE) no ciclo de vida dos produtos tem sido o principal ponto de interesse para a comunidade científica e consumidores. Poucos estudos avaliaram as emissões de GEE no cultivo da soja com dados específicos para a realidade brasileira. O objetivo deste estudo foi determinar as principais fontes de GEE na produção de soja em Mato Grosso, principal estado produtor brasileiro. Foram coletados dados de 55 fazendas nos anos-safra de 2007/08, 2008/09 e 2009/10, totalizando 114 avaliações. Os resultados indicaram que a maior fonte de GEE na produção de soja é a decomposição de resíduos culturais (36%), seguido pelo uso de combustível (19%), aplicação de fertilizantes (16%), calagem (13%), pesticidas (7%), sementes (8%) e eletricidade consumida nas fazendas (<1%). A emissão média considerando os três anos-safra avaliados foi 0,186 kg de CO2eq kg-1 de soja produzido. Com base nesses resultados, foram desenvolvidos experimentos em campo para quantificação das emissões de N2O proveniente da decomposição dos resíduos culturais da soja em diferentes regiões climáticas e períodos de colheita no Brasil. Adicionalmente, foram realizadas incubações em laboratório com materiais de soja em diferentes estágios de desenvolvimento. Os resultados indicaram que resíduos culturais de soja que permanecem no campo após a colheita não representam uma fonte significativa de N2O. Os resultados obtidos neste estudo fornecem informações relevantes para produtores, indústria e comunidade científica quanto aos impactos ambientais associados à cultura da soja no Brasil

A pecuária de corte que gera emprego e renda para bilhões de pessoas em todo o mundo, vem ganhando destaque pelos impactos negativos causados ao meio ambiente. Isso decorre do sistema extensivo de produção adotado na maioria das regiões produtoras, que consome uma grande quantidade de recursos naturais como terra e água. Nas últimas décadas, a crescente preocupação com o aquecimento global estimulou as investigações sobre as fontes de emissões de Gases Efeito Estufa - GEE. Como resultado dessas investigações tem-se que a pecuária bovina comercial contribui com cerca de 11% das emissões globais causadas pela ação do homem (FAO, 2006). Os gases emitidos por esta atividade são principalmente o metano (CH4), gerado pela fermentação entérica e pelas fezes do animal, e o óxido nitroso (N2O), proveniente das fezes. No Brasil, o rebanho de 180 milhões de cabeças elevou esta atividade a ser a segunda principal emissora de GEE, perdendo apenas para o desmatamento. Os sistemas extensivos também predominam no cenário brasileiro. Uma das formas de mitigar os impactos ambientais é a intensificação da produção através da melhora da qualidade do alimento fornecido aos animais. No caso particular das emissões de GEE isto ocorre porque melhora o processo ruminal e diminui o tempo de vida do animal. Este trabalho teve como objetivo: i) avaliar do ponto de vista econômico o confinamento de animais em fase de terminação, a partir de propriedades modais do Centro-Oeste Brasileiro; e ii) apresentar as mudanças nas emissões de GEE desde a produção do alimento até o animal estar pronto para o abate decorrentes do confinamento, de acordo com a metodologia do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas IPCC. Os resultados mostram que o confinamento dos animais na fase de terminação podem reduzir as emissões em 17%, de 41 kg de CO2 equivalente por quilo de carne produzida (kg CO2 eq./kg carne) para 33 kg CO2 eq./kg carne. Ficou claro também a redução promovida pela melhora no manejo do rebanho. Comparando o pior sistema, em termos das emissões (a pasto e com IEP de 21 meses) com o melhor (confinamento, com IEP de 15 meses) pôde-se perceber uma diferença de 33% na quantidade de CO2 eq/kg carne. Quanto à análise econômica, a intensificação da propriedade, através do confinamento dos animais em fase de terminação, se mostrou inviável para a maioria das propriedades modais apresentadas quando comparado com o sistema a pasto. / The beef cattle industry that generates jobs and income for billions of people around the world has been drawing attention over negative impacts caused to the environment. This is due to the extensive production system adopted in most producing areas, which consumes a large amount of natural resources such as land and water. In recent decades, the growing concern about global warming has stimulated investigations into sources of Greenhouse Gases Emissions GHG. Results show that cattle production accounts about 11% of global emissions caused by human action (FAO, 2006). Gases emitted by this activity are mainly methane (CH4), generated from enteric fermentation and feces, and nitrous oxide (N2O) from feces. In Brazil, the cattle herd comprises 180 million heads and this industry is the second largest in greenhouse gases emissions, only surpassed by deforestation. Extensive systems are also prevalent in the Brazilian scenario. One way to mitigate environmental impacts is to increase production by improving food quality supplied to animals. In the case of GHGs, particularly, this benefit occurs because there is improvement to the ruminal process and reduction of the life span of the animal. This study aimed to: i) assess the economic aspect of confining animals at slaughter phase, originally from modal properties of the Brazilian Center-West, and ii) to show changes in GHG emissions of feedlot system from food production to animal slaughter phase according to the methodology of the Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC. Results show that confinement of animals at slaughter phase can reduce emissions by 17% from 41 kg of CO2 equivalent per kg of meat produced (kg CO2 eq. / kg meat) to 33 kg CO2 eq. / kg meat. Gas reduction deriving from management improvements of the heard was also observed. Comparing the worst system in terms of emissions (pasture and IEP 21 months) with the most effective (confinement, with IEP 15 months) we reported a 33% difference in the amount of CO2 eq / kg meat. Regarding the economic analysis, intensifying production through the confinement of animals at slaughter phase, proved to be unfeasible for most modal properties studied when compared with pasture system.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:03:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3523_1.pdf: 2804985 bytes, checksum: db34c88d6269477c1b6667ea9c966ed4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O aquecimento global pode interferir profundamente nos recursos hídricos a partir do aumento da temperatura levando a ampliação da variabilidade da precipitação ou intensificação dos eventos extremos que podem comprometer a qualidade de vida de uma população, cenário que piora ainda mais devido ao mau uso dos recursos naturais. Na bacia do Tapacurá não é diferente. É uma bacia que se apresenta bastante antropizada, com ocupação desordenada às margens dos rios, desmatamentos e o uso inapropriado da água por atividades poluidoras como as atividades domésticas, indústrias, agricultura e pecuária. Apresenta também uma heterogeneidade nos aspectos físicos como, geologia, relevo e clima que geram comportamentos diferenciados do escoamento superficial. Deste modo, a variabilidade ou modificações climáticas podem agravar ainda mais tais problemas existentes na bacia, gerando respostas diferenciadas a essas modificações. Neste contexto a presente pesquisa objetiva primeiramente caracterizar fisiograficamente a bacia e analisar as mudanças no uso-do-solo, para entender a sua heterogeneidade e se houve modificações no seu comportamento hidrológico ao longo de 18 anos. Em seguida a partir da análise de uma série histórica da pluviometria, levar-se-á em conta a variabilidade natural do clima e suas tendências, tomando-se como cenário de referencia, para, então, avaliar os impactos das mudanças climáticas no escoamento superficial da bacia do rio Tapacurá, a partir da criação de cenários de modificações no clima aplicados a um modelo mensal de balanço hídrico semi-distribuído de dois parâmetros. De acordo com os resultados encontrados a bacia do Tapacurá não é sujeita a enchentes em anos normais de precipitação, por apresentar um formato alongado, mas o mau uso da terra e a ocupação desordenada das margens do rio principal vêm provocando diversos impactos em anos de precipitação intensa. As análises do comportamento climático no município de Vitória mostraram que há uma variabilidade anual e interdecadal do clima, provocado por anomalias na temperatura da superfície do mar dos oceanos Atlântico e Pacífico Tropical, interferindo, portanto no comportamento hidrológico da bacia do Tapacurá. O modelo de balanço hídrico apresentou um resultado adequado, com um Coeficiente de Nash de 85,45% e um erro relativo de 0,21, mostrando uma boa resposta às características físicas da bacia. Após a calibração do modelo foram criados dezesseis cenários de modificações climáticas. Dois deles foram baseados nos resultados de Modelos Climáticos Regionais, que apresentaram anomalias de precipitação e temperatura nas escalas anual e sazonal para o cenário climático de emissão de gases de efeito estufa B2 (otimista). Para os outros quatorzes cenários, foram adicionados valores incrementais na temperatura e precipitação média mensal. Nos dois primeiros cenários houve uma diminuição significativa do escoamento superficial no período chuvoso da bacia, mais no cenário C2 (sazonal) que no C1 (anual). Com relação aos cenários incrementais, observou-se que o escoamento sofreu muito mais interferências com as variações na precipitação do que na temperatura, sendo esta última um agente controlador do aumento ou diminuição do escoamento. O período chuvoso foi o que demonstrou maiores variações em todos os cenários

[pt] Este trabalho apresenta uma análise da técnica de injeção de dióxido de carbono em aqüíferos salinos para fins de descarte e armazenamento. O objetivo foi obter as características do aqüífero a ser selecionado e do processo de injeção, visando uma maior quantidade de CO2 estocada num menor tempo. Para tanto se realizou uma revisão da literatura sobre os dados de laboratório disponíveis para o CO2 e água salgada. Também se pesquisou sobre campos de CO2 que podem servir como análogos ao método de armazenamento geológico deste gás, bem como, se levantou condições consideradas adequadas para a técnica em questão e sobre estudos de simulação numérica. A partir das informações obtidas na revisão bibliográfica e após validação do modelo de fluidos aos dados de laboratório, se definiu as variáveis do processo a serem analisadas e elaborou-se uma metodologia para o estudo. O procedimento consistiu em estabelecer as premissas para a simulação numérica do cenário-base e gerar os casos derivados. Assim foi necessário alterar individualmente cada um dos seguintes parâmetros: salinidade, profundidade, permeabilidade horizontal, relação entre as permeabilidades vertical e horizontal, vazão de injeção, porosidade e saturação de água residual. Por fim, se aplicaram os critérios, definidos na metodologia proposta, para comparar os resultados das simulações e concluiu-se que as características mais importantes e que possibilitaram, segundo as premissas adotadas, o armazenamento de uma maior quantidade de CO2 em um menor intervalo de tempo são, em ordem decrescente de importância: maior vazão de injeção, maior permeabilidade horizontal e menor profundidade de injeção. / [en] This work shows an analysis of the technique of carbon dioxide injection into saline aquifers with the purpose of discharge and storage. The final goal was to obtain the features of the aquifer, and of the injection process, to be selected in order to make the amount of stored CO2 higher and the injection time smaller. Considering such objective it was initially done a bibliography revision about the available lab data of the CO2 and water properties. It was also surveyed information about the natural CO2 fields that can be applied as analogous into the geological storage of such gas, and it was surveyed important information about the conditions considered suitable to the technique highlighted here and about numerical simulation studies. Then, with all the information surveyed on the previous works and, after validation of the fluid model to the lab data, it was set the process variables to be analyzed and a methodology was built for the study. The procedure consisted in establishing the assumptions to be applied on the numerical simulation of the base case and in generating the derived scenarios. By that way, it was required a change in each of the following properties, individually: salinity, depth, horizontal permeability, relation between vertical and horizontal permeabilities, injection rate, porosity and residual water saturation. Finally, it was applied the criterion set with the proposed methodology in order to compare the simulation results and it was concluded that, following the adopted assumptions, the most important features which allowed the storage of a higher amount of CO2 and a lower injection time, were in a decreasing order: higher injection rate, higher horizontal permeability and lower depth for the injection.