This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

A energia é o combustível do crescimento e um requisito essencial para o desenvolvimento sócio-econômico. No entanto, o atual modelo de produção baseado em combustíveis fósseis é considerado ameaçador para o homem e a natureza. Desta forma, as preocupações relacionadas às atividades antrópicas e os seus efeitos no meio ambiente são traduzidos pela implementação de padrões mais rígidos de controle ambiental e pela mobilização da sociedade em favor das tecnologias energéticas menos impactantes. Diante desse cenário, a Célula a Combustível de Membrana Trocadora de Prótons - PEMFC tem sido reconhecida como a resposta para a premente necessidade de energia limpa e eficiente. Em relação aos sistemas convencionais de geração de energia, suas vantagens durante o uso a configuram como candidata ideal para diversas aplicações, em especial as móveis. Entretanto, embora o foco de diversas avaliações ambientais em sistemas de energia seja voltado para a etapa da sua utilização, os estágios relacionados à produção do sistema e destinação final devem ser considerados já que estes também apresentam impactos. No caso da PEMFC, nas fases anteriores e posteriores ao uso, os aspectos relacionados aos catalisadores de platina apontam cargas ambientais que não podem ser negligenciadas. Neste sentido, a Avaliação do Ciclo de Vida tem sido utilizada para entender e questionar os riscos e oportunidades que acompanham um determinado produto, a partir de uma visão sistêmica das suas relações com o meio ambiente. É precisamente nesse contexto que o presente trabalho pretende dar sua maior contribuição, a partir de um estudo exploratório almeja-se prover uma análise ambiental dessa tecnologia na etapa pós-uso do conjunto eletrodo membrana, nomeadamente em relação aos catalisadores de platina, sob o enfoque da Avaliação do Ciclo de Vida - ACV. Para atingir tal propósito, são apresentadas e discutidas as relações entre energia, meio ambiente e desenvolvimento, bem como a tecnologia de Células a Combustível e os atuais estudos sobre ACV da PEMFC. As contribuições das questões levantadas foram utilizadas para o desenvolvimento de um método de recuperação dos catalisadores da PEMFC e, especialmente, para a sua posterior avaliação ambiental. Dentre os resultados significativos destaca-se a importância da ACV como ferramenta útil para compreender o peso das questões ambientais relacionadas à platina e, para subsidiar as estratégias relacionadas ao desenvolvimento, consolidação e inovação da PEMFC. / The energy is the fuel of growth and an essential requirement for the socioeconomic development. However, the current production model is based on fossil fuels, considered as threat to man and nature. As for, the relating to the human activities and their effects on the environment, they are handled by the implementation of a more rigid model of environmental control and the mobilization of the society in favor of technologies with less energy impact. In view of this scenario, the Proton Exchange Membrane Fuel Cell - PEMFC has been recognized as a key for the vital need of a clean and efficient energy. Considering the conventional power generation system, their advantages during usage configure its application as an ideal option for several utilities, especially in the mobile sector. Even though, the focus on several environmental evaluations in energy systems is referred back to the initial stage of it use, the employment relating to production of the system and to final destination should be considered, since these also present impacts. In the case of PEMFC, their previous and subsequent phases of use are issues related to the platinum catalysts, which indicates an environmental importance that cannot be overlooked. In this sense, the Life Cycle Assessment has been used to understand and to question the risks and opportunities that are associated to certain product, starting from a systemic concept of their relationships with the environment. It is precisely in this context that the present research intends to present its major contribution, starting from an exploratory study towards the its objectives to provide an environmental analysis of such technology linked to post stage of powder-use of the membrane electrode assembly - MEA, concerning the platinum catalysts, on the subject of Life Cycle Assessment - LCA. To attain such aim, the relationships between energy, environment and development are presented and discussed, as well as, the Fuel Cell technology and the current studies on LCA of PEMFC. Several questions raised up on this issues have conthbuted in the development of a method of recuperating the PEMFC catalysts and, particularly, for its subsequent environmental evaluation. Among significant results are the importance of LCA, out lined as useful tool for perceiving the weight of environmental matters concerning the platinum and its subsidy strategies relating to the development, consolidation and to the innovation of PEMFC.

A demanda acelerada por novos produtos e a crescente preocupação ambiental no mundo vem aumentado a importância do Ecodesign. A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma técnica utilizada para avaliar o desempenho ambiental de um produto, sendo bastante adequada à prática do Ecodesign. No entanto, observa-se que essa técnica não é amplamente aplicada nas empresas, principalmente devido a dificuldade no gerenciamento das informações necessárias e geradas na avaliação. Portanto, esse trabalho apresenta uma proposta para aplicar o Ecodesign através da ACV no Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP). Para isso, fez-se uma análise das entradas e saídas das fases do PDP e da ACV, assim como avaliou-se sugestões da literatura para aplicar a ACV no desenvolvimento de produtos. Em seguida, realizou-se um estudo de caso em uma empresa que desenvolveu um produto com melhor desempenho ambiental ao aplicar a ACV no seu desenvolvimento, resultando em uma proposta de procedimento. Por fim, realizou-se uma análise crítica dessa proposta através da consulta a profissionais do PDP da empresa. As principais conclusões enfatizam a importância da ACV no pré e pós desenvolvimento. Além disso, para o procedimento proposto ser executado de forma sistemática, o direcionamento estratégico da empresa é fundamental para orientar a tomada de decisão de forma a incluir a ACV no desenvolvimento de produtos. / The accelerated demand for new products and the increasing environmental awareness in the world are enhancing the Ecodesign importance. The Life Cycle Assessment (LCA) is a technique used to evaluate the environmental performance of a product, being very suitable for the Ecodesign execution. However, it is observed that this technique is not widely applied in the companies, mainly due to the difficulty to manage the necessary and generated information related to an assessment. Therefore, this work presents a proposal to apply the Ecodesign through the use of LCA in the Product Development Process (PDP). Firstly, the inputs and outputs of all LCA and PDP phases were analyzed, and sugestions found in the literature on how to apply the LCA in the product development were evaluated. Then a study case was conducted in a company that developed a product with an enhanced environmental performance when applied LCA in its development, resulting in a proposed procedure. Lastly, a critical analysis evaluated the proposal by consulting professionals that work in the company\'s PDP. The main findings emphasize the importance of the LCA in the pre and post development. Moreover, to have the proposed procedure executed systematically, the company´s strategic direction is fundamental to orient the decision making in order to include LCA in the product development process.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-09-24Bitstream added on 2014-06-13T18:54:27Z : No. of bitstreams: 1 santos_mfn_me_bauru.pdf: 2258051 bytes, checksum: ed707b2833785d94e16b821f4bdc2630 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Em virtude da pressão exercida pelos diversos segmentos da sociedade, para que o setor da construção civil se torne ambientalmente mais adequado, muito tem se discutido a respeito do aproveitamento de resíduos na produção de materiais de construção e uma infinidade de pesquisas vem sendo desenvolvidas com este objetivo. Porém, antes que estes produtos possam ser chamados de sustentáveis e que efetivamente um sitema de reciclagem seja implantado, é imprescindível que se compreendam todas as consequências envolvidas nesta ação e, principalmente, quais os reais ganhos para o ambiente (e para o setor) se isto ocorrer. Para que se possa obter um quadro geral dos impactos ambientais associados a estes produtos, uma das ferramentas mais utilizadas é a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), que vem sendo cada vez mais aceita como resposta às indagações ambientais do novo milênio. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho é contribuir para um maior entendimento a respeito dos impactos ambientais na construção civil, por meio da realização de um estudo comparativo de ACV dos diferentes tipos de chapas de partículas fabricadas a partir de resíduos, que vêm sendo desenvolvidas na Universidade Estadual Paulista (UNESP), campus de Bauru. As chapas foram fabricadas a partir dos seguintes resíduos: bagaço de cana-de-açúcar (Saccharum spp); folhas caulinares do bambu (Dendrocalamus giganteus); cavacos provenientes do beneficiamento das madeiras pinos (Pinus elliotti) e imbuia (Ocotea porosa). O estudo foi desenvolvido com base nas orientações metodológicas da série de Normas NBR ISO 14040 (2009), a unidade funcional adotada foi o m² das chapas e para avaliação dos impactos foi empregado o método EDIP. De acordo os resultados, as chapas produzidas a partir das folhas do bambu apresentaram o menor potencial de impacto ambiental, na maioria das categorias avaliadas. Em... / Regarding the pressure from various sectors of the society, the construction industry is becoming more concerned about the environment impacts associated at its activities, and recently, particular attention has being devoted to the use of waste in construction materials ans several research projects have been developed in this field. However, before labeling these products as sustainable and before initiate the production of any product based on recycling, it is necessary to comprehend all the steps involved in this action, and mainly, to quantify the real gains for the environment (and for the industry) associated to it. In the evaluation of the environmental impacts associated with these products, the most used tool is the Life Cycle Assessment (LCA), which is being increasingly accepted in research for the environmental goals of the new millennium. Therefore, the main objective of this master thesis was to study the environmental impacts in the construction, namely through the completion of a comparative LCA of different types of particleboards made of residues, which have being developed at Universidade Estadual Paulista (UNESP) Campus of Bauru. The boards were manufactured using the following residues: sugar cane bagasse (saccharum spp); bamboo stalk leaves (Dendrocalamus giganteus); pieces from the processing of pine wood (Pinus elliottii) and imbuia (Ocotea porosa). The study was developed based on the methodological guidelines included in the standards series NBR ISO 14040 (2009). The functional unit adopted was the square meter of boards, and the EDIP method was employed for the impacts assessment. The results demonstrate that the boards produced of bamboo stalk leaves had the least environmental impact potential in most the evaluated categories. In contrast, the boards made of pine particles showed the largest environmental impact potential. Among the factors that most ... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5350.pdf: 3043288 bytes, checksum: 695716ff1fea60272e8ff4ecfd329880 (MD5) Previous issue date: 2013-08-09 / Universidade Federal de Sao Carlos / The civil construction is one of the most important activities for the economic and social development, however it also behaves as a major generator of environmental impacts. The aggregates for construction include crushed stone, sand and gravel and they are the most consumed inputs in the world. About 60 to 80% of the volume of concrete is composed by them and crushed stone has an extensive use. This study aims to wage the Life Cycle Assessment (LCA) of crushed stone in the production of concrete applied in civil construction, through the identification and discussion of quantitative stages of extraction, processing, storage, transport, use and final disposal. In the developing of the methodology we used the standard recommendations of ISO 14040 and 14044, where the study is divided in four parts: Definition of goal and scope, Life Cycle Inventory Analysis (LCI), Life Cycle Impact Assessment (LCIA) and Interpretation. The largest impacts related to the following categories: Human toxicity (soil), Acidification, Nutrient enrichment and Global Warming. The results indicate that the critical steps of the whole life cycle of gravel are, in descending order: Extraction, Transportation from processing to trucks and Final disposal. The emissions from these critical stages correspond to those of higher fuel consumption. As alternatives to mitigate and minimize these impacts we proposed preventive maintenance of equipment and investment in technologies that allow the use of less polluting fuels, such as S50, S10, biodiesel and other biofuels. / A construção civil é uma das mais importantes atividades para o desenvolvimento econômico e social, entretanto comporta-se também como uma grande geradora de impactos ambientais. Os agregados da construção civil perfazem os insumos minerais mais consumidos no mundo, dentre eles enquadram-se a brita, a areia e o cascalho. Cerca de 60 a 80% do volume de concreto é composto pelos agregados e a brita destaca-se devido à sua extensa utilização. Este trabalho tem por objetivo realizar a Avaliação do Ciclo de vida (ACV) da brita na produção de concretos para a construção civil, por meio da identificação e discussão de indicadores quantitativos das etapas de extração, beneficiamento, armazenagem, transporte, uso e disposição final. No desenvolvimento da metodologia foram utilizadas as recomendações normativas das NBR 14040 e 14044, em que há a divisão do estudo em quatro partes: Definição de objetivo e escopo; Análise de inventário do ciclo de vida (ICV); Avaliação do impacto do ciclo de vida (AICV) e Interpretação. Os maiores impactos correspondem às seguintes categorias: Toxicidade humana (solo), Acidificação, Eutrofização e Aquecimento Global. Os resultados permitem afirmar que as etapas críticas de todo o ciclo de vida da brita são, em ordem decrescente: Extração, Transporte do beneficiamento aos caminhões e Disposição final. As emissões provenientes dessas etapas críticas correspondem àquelas de maior consumo de combustível. Como alternativas para mitigar e minimizar esses impactos propõe-se a manutenção preventiva dos equipamentos e o investimento em tecnologias que permitam a utilização de combustíveis menos poluentes, tais como o S50, S10, biodiesel e outros biocombustíveis.

A cana-de-açúcar e o dendê estão entre as culturas de maior produtividade, 6 a 7,5 mil litros de etanol/ha.ano e 4 a 6 toneladas de óleo/ha.ano, respectivamente. A produção integrada de biocombustíveis derivados dessas culturas é uma alternativa atraente para melhorar o ciclo de vida através da redução no consumo de combustível fóssil e emissão de gases de efeito estufa (GEE), bem como no aumento da eficiência energética. Nesse sentido, o objetivo desta dissertação é comparar, por meio de indicadores ambientais, o sistema produtivo brasileiro de etanol de cana-de-açúcar com uma proposta de sistema integrado de produção desse álcool com biodiesel de dendê, sendo os indicadores avaliados sob o enfoque do ciclo de vida, segundo norma ISO 14.044/2006. Considerou-se a produção dessas culturas sob bioma de Cerrado, Cerradão e pastagem degradada. Para tanto, foram avaliados o balanço de energia, balanço de carbono e mudança no uso do solo. O sistema integrado inclui a substituição de 100% do diesel, utilizado nas etapas agrícolas do ciclo de vida, por biodiesel de dendê. Foram avaliados os indicadores para diferentes frações de cana-de-açúcar destinada à produção de açúcar, considerando, nesse caso, a produção de etanol via mel final. Os dados foram levantados através de observação direta extensiva por meio de questionários e a partir de dados secundários já publicados. Foram selecionadas três usinas sucroenergéticas no interior de São Paulo e uma unidade industrial de óleo de palma localizada no Pará. Os resultados demonstraram um aumento de 164% no balanço de energia no sistema integrado de produção, quando comparado ao sistema tradicional de etanol de cana-de-açúcar. Além disso, o sistema integrado apresentou 24% de redução nas emissões de GEE. Na avaliação dos indicadores para a produção de etanol via mel final, o balanço de energia foi até 59% e 162% superior nos cenários 1 e 2, respectivamente, os quais se diferenciam pelo tipo de caldeira utilizada. Para as emissões de GEE, a redução pode chegar a 91%. A mudança no uso do solo identificou que o tempo de reposição do carbono liberado com a substituição dos biomas de Cerrado, Cerradão e Pastagem Degradada será, em média, 5, 10 e -5 anos, respectivamente. Por fim, verificou-se que a produção integrada das culturas de cana-de-açúcar e palma de dendê, para a produção de biocombustíveis, apresentou melhorias no ciclo de vida do etanol de cana-de-açúcar sob os aspectos de balanço de energia, balanço de emissões de GEE e mudança no uso do solo. / Sugarcane and palm are amongst the crops with the highest yields, which can reach 6 to 7.5 thousand liters of ethanol per hectare year and 4 to 6 metric tons of oil per hectare year, respectively. A joint production of biofuels from these crops is an interesting alternative for life cycle assessment improvement through fossil fuel and greenhouse gas emissions reduction, besides energy efficiency gains. The objective of this work is comparing the Brazilian production system sugarcane ethanol with an integrated system proposal where the ethanol and palm biodiesel are produced together. This comparative study is based on a life cycle approach using the ISO 14.044/2006 and appropriate indicators. Production systems in Cerrado, Cerradão and grassland ecosystem were considered. The energy balance, carbon balance and land use change were evaluated. The integrated system includes a 100% substitution of biodiesel by diesel, which is used in life cycle agriculture stages. Distinct fractions of sugarcane used for sugar production were assessed. When all sugarcane is sent to sugar production, ethanol is produced by molasses. The data were collected by direct observation method by questionnaire and secondary sources. Three sugarcane mills situated in São Paulo state and a palm mill located in Para state were surveyed. Results showed a 164% increase in energy balance for the joint production system in comparison to the traditional system. Besides this, the joint production system demonstrated a 24% GHG emission reduction. For ethanol production by molasses, the energy balance was up to 59% and 162% higher in scenarios 1 and 2, respectively, which differ each other through of the boiler that was utilized. For GHG emission, the reduction can reach 91%. The land use change identify an average ecosystem carbon payback time for Cerrado, Cerradão and Degraded Grassland of 5, 10, and -5 years, respectively. In conclusion, the joint production system of sugarcane ethanol and palm biodiesel presents an improvement in energy balance, GHG emissions and land use change impacts in comparison to the traditional ethanol system.

Esta Tese propõe e aplica um método de Avaliação Social do Ciclo de Vida de Produtos. Os indivíduos que compõem o recurso humano desempenham o papel de vetor entre o sistema social e o sistema de produto. Duas categorias de sustentabilidade social são definidas: 1) Atendimento de Necessidades Básicas; e, 2) Autonomia Intelectual. O Indicador desenvolvido para a primeira categoria é a Renda Monetária Anual, medida em unidades monetárias. O indicador desenvolvido para a segunda categoria é a Escolaridade Ajustada pela Duração do Vínculo. A escolaridade dos indivíduos, medida em anos equivalentes de estudo, é multiplicada pelo número de meses em que houve o vínculo entre o sistema social e sistema de produto através de cada indivíduo, no ano de referência da avaliação. Critérios de referência são desenvolvidos para a avaliação dos indicadores. A renda e a escolaridade ajustada são impactadas por fatores que avaliam a gravidade da desigualdade entre os indivíduos do conjunto recurso humano e entre estes e os indivíduos do conjunto consumidor. Os resultados são comparados com valores de referência para condição mínima de sustentabilidade em cada categoria de sustentabilidade. Um modelo matemático é desenvolvido para que nenhum desempenho positivo em uma, ou mais categorias, seja suficiente para anular o desempenho negativo em qualquer categoria, ou categorias, avaliada. Este método é aplicado em uma avaliação preliminar do Álcool Etílico Hidratado Combustível. / A method for Social Life Cycle Assessment of Products is proposed and applied. In this method, the individuals that constitute the human resources play the role of vectors connecting the social system and the product system. Two categories of social sustainability are defined: 1) Basic Needs Fulfillment; and, 2) Intellectual Autonomy. The Annual Monetary Income, in monetary units, is the indicator of the former category. The Job Duration Adjusted Schooling is the indicator of the later category. The individualss schooling, in years of study equivalent, is multiplied by the number of months that the link between the social and the product systems lasted, in the reference year of the assessment. Reference criteria are defined for the assessment of the indicators. The income and the adjusted schooling are impacted by two inequality gravity factors. One factor concerns the inequality gravity among the individuals of the human resource. The other factor concerns the inequality gravity between the individuals in the human resource and the consumer groups. The results are compared to reference values of minimum sustainability for each category of sustainability. A mathematical model for aggregation of category indicators is developed to not allow that a positive result for any category indicator, or set of categories, offsets a negative result in any other sustainability category, or set of categories. This method is applied to a preliminary assessment of the Hydrous Ethyl Alcohol Fuel.

A busca por energias renováveis no setor de transportes fez com que os biocombustíveis se destacassem. No entanto, a preocupação com a sustentabilidade na produção dessas fontes alternativas motivou diversas iniciativas na proposição de critérios com o intuito de reduzir os impactos ambientais e garantir os benefícios desses biocombustíveis, principalmente relacionados à redução da emissão de gases de efeito estufa (GEE). Países como os Estados Unidos e membros da União Européia criaram legislação específica com a finalidade de direcionar esses critérios tanto para a produção interna, quanto para a importação dessas fontes de energia. A principal metodologia presente nessas legislações e utilizada na caracterização da cadeia dos biocombustíveis é a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Este trabalho teve por objetivo comparar os resultados da Diretiva Européia para Energias Renováveis, para as emissões de GEE no ciclo de vida do etanol de cana-de-açúcar, com os estudos nacionais de maior relevância, a fim de verificar se há diferenças significativas entre eles. A partir desta análise, foi possível concluir que há diferenças entre os estudos, principalmente relacionadas à etapa agrícola, mas que, no entanto, foram pontuais, sendo balanceadas entre os processos e atingindo, em sua maioria, um resultado final semelhante de emissões de GEE entre eles. Neste trabalho também foram discutidas as incertezas existentes nos estudos de ACV do etanol de cana-de-açúcar, principalmente relacionadas às emissões pelo uso de fertilizantes nitrogenados e a mudança indireta do uso do solo. Além disso, a partir das contribuições de instituições brasileiras no estabelecimento de diretrizes para que o etanol fosse aceito como importante combustível na redução dos GEE, este trabalho apresentou a relevância em se discutir as normativas internacionais de sustentabilidade, para que os critérios não sejam considerados como mais uma barreira protecionista ao comércio de biocombustíveis. / The search for renewable energy to be used in the transportation sector emphasized the role of biofuels as an alternative to fossil fuels. However, concerns about the sustainability in the production of alternative sources stimulated several initiatives aiming to reduce environmental impacts and ensure the benefits of biofuels, mainly related to the reduction of greenhouse gases emission (GHGs). In order to address such question, countries such as United States and European Union members have designed specific legislation establishing social and environmental criteria for domestic production and imports of biofuels. The main methodology adopted in these laws and used to characterize the biofuels chain is the Life Cycle Assessment. Thus, this study aimed to compare the results on GHG emission of the Renewable Energy Directive (RED) in the lifecycle of sugar cane ethanol to most relevant studies developed within the country in order to verify differences between them. From the analysis, it was concluded that there were differences, mainly related to the agricultural phase, but they were specific, and balanced between the processes; resulting, in most cases, in quite similar final GHG emissions. In this work, it were also indicated the uncertainties in sugar cane ethanol LCA studies, mainly associated to emissions due the use of nitrogen fertilizer and indirect land use change. Furthermore, based on the contributions of Brazilian organizations in establishing guidelines for the acceptance of ethanol as an important fuel to GHG emissions reduction, this study showed the relevance of discussing international standards of sustainability, considered another protectionist barrier to biofuels trade.