Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-03-09T14:22:52Z No. of bitstreams: 1 PDF - Ingredy Meneses Cavalcanti de Albuquerque.pdf: 3429704 bytes, checksum: 2b4640e1e1ebd9b5bfdbca2369dc42ab (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-21T21:01:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Ingredy Meneses Cavalcanti de Albuquerque.pdf: 3429704 bytes, checksum: 2b4640e1e1ebd9b5bfdbca2369dc42ab (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-21T21:01:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Ingredy Meneses Cavalcanti de Albuquerque.pdf: 3429704 bytes, checksum: 2b4640e1e1ebd9b5bfdbca2369dc42ab (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T21:01:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Ingredy Meneses Cavalcanti de Albuquerque.pdf: 3429704 bytes, checksum: 2b4640e1e1ebd9b5bfdbca2369dc42ab (MD5) Previous issue date: 2014-11-14 / Biodiesel is a fuel derived from biomass sources, among them vegetable oils from agroindustrial activities. As a promising fruit for use as bioenergy matrix in the biodiesel synthesis highlights the soursop (Annona muricata L.) due to its potential productivity in semi-arid region of Northeast Brazil, which is favored by its edaphoclimatic conditions. Thus, the aim of this work was to optimize the reaction conditions for transesterification via ethanolysis for biodiesel production from soursop seed oil. It was first performed an exploratory study using Plackett-Burman design with the following variables: reaction time, oil/alcohol molar ratio, catalyst concentration, and temperature. It was identified as statistically significant variables catalyst concentration, temperature and oil/alcohol molar ratio, which were employed in a Rotatable Central Composite Design. However, the model used to describe this process exhibited lack of fit. This drawback was overcome with the implementation of a BoxBehnken Design, whose greatest mass yield of 94.99% was obtained using 1.25% of catalyst concentration, temperature of 50 °C and oil/alcohol molar ratio of 1:10. The built model was used to establish an optimal experiment, at a 95% confidence level, with a 95.51% determination coefficient for the following experimental conditions: catalyst concentration of 1.18%, temperature of 52.20 °C, and oil/alcohol molar ratio of 1:8.39. Finally, the physical and chemical analysis showed the conditions for obtaining biodiesel from soursop seed oil as a promising alternative to its mixture with petroleum diesel. / O biodiesel é um combustível derivado de fontes de biomassa, dentre elas óleos vegetais provenientes de atividades agroindustriais. Dentre as promissoras fruteiras a serem utilizadas como matriz bioenergética na síntese do biodiesel destaca-se a graviola (Annona muricata L.), devido ao seu potencial produtivo no semiárido nordestino favorecido pelas características edafoclimáticas da região. Assim, objetivou-se com este trabalho otimizar as condições reacionais por transesterificação via rota etílica para produção de biodiesel do óleo de sementes de graviola. Inicialmente foi realizado um estudo exploratório utilizando planejamento Plackett-Burman com as variáveis: tempo reacional; razão molar óleo/álcool; porcentagem do catalisador; e temperatura. Foram identificadas como variáveis estatisticamente significativas porcentagem de catalisador, temperatura e razão molar óleo/álcool, as quais foram empregadas em um Planejamento Composto Central Rotacional. Todavia, o modelo utilizado para descrever o processo apresentou falta de ajuste. Este inconveniente foi superado com a execução do planejamento Box Behnken, cujo maior rendimento mássico de 94,99% foi obtido usando porcentagem de catalisador de 1,25%, temperatura de 50 ºC e razão molar óleo/álcool de 1:10. Com o modelo construído foi possível estabelecer como ótimo experimental, a um nível de confiança de 95%, com coeficiente de determinação de 95,51% para as seguintes condições experimentais: porcentagem de catalisador de 1,18%, temperatura de 52,20 ºC e razão molar óleo/álcool de 1:8,39. Por fim, as análises físicas e químicas apontaram para condições de obtenção do biodiesel de graviola como uma alternativa promissora para mistura em diesel de petróleo.

Atualmente, o aquecimento global, a deterioração ambiental, a eminente escassez das limitadas reservas de combustíveis fósseis e a forte demanda e dependência da matriz energética mundial face a esses combustíveis constituem sérias ameaças à sustentabilidade do desenvolvimento mundial, o que se têm revertido a favor de um crescente interesse por fontes alternativas de energia renováveis, dentre os quais a biomassa lignocelulósica se destaca como uma das mais promissoras. Neste contexto, a produção de etanol a partir do bagaço de cana-de-açúcar pela via enzimática e bioquímica se apresenta como uma das mais oportunas alternativas para a produção integrada e sustentável de biocombustível visando otimização de recursos, redução de resíduos e minimização de impactos ambientais nefastos. Todavia, o desenvolvimento de um pré-tratamento eficaz, a par da produção de enzimas hidrolíticas, constitui a chave para a viabilização da produção de etanol a partir de lignocelulósicos. Assim sendo, o propósito deste trabalho foi determinar os efeitos produzidos pelo pré-tratamento hidrotérmico catalisado com sulfito sobre a composição química do bagaço de cana e correlacionar esses valores com a eficiência da sacarificação enzimática e fermentabilidade do hidrolisado obtido desse bagaço. Após caracterização química inicial, o bagaço in natura foi pré-tratado com sulfito neutro e alcalino e verificou-se que a celulose foi recuperada quase que integralmente nas frações sólidas da reação. Por seu turno, as xilanas obtiveram solubilizações máximas de 72,0% e 35,4% enquanto a deslignificação máxima foi de 43,5% e 76,7%, para as reações catalisadas com sulfito neutro e sulfito alcalino respectivamente. Verificou-se maior efetividade do sulfito alcalino no enriquecimento de carboidratos no bagaço pré-tratado bem como uma maior deslignificação, pelo que, foi escolhido para as etapas seguintes do projeto. A partir de um planejamento fatorial 33, foram obtidos substratos pré-tratados que levaram aos máximos de sacarificação enzimática de 79,91% e 70,69% para celulose e xilanas, respectivamente, utilizando 10 UPF de celulases e 10 UCB de ?-glucosidase. Pela análise do rendimento global de glucanas foi definida a condição ótima para o prétratamento empregando 10% (m/m) de sulfito alcalino a 150ºC, por 30 min, o que foi corroborada pela análise estatística. Hidrolisados enzimáticos de bagaços pré-tratados em condições otimizadas foram fermentados a etanol com eficiência de, praticamente, 100% pela Saccharomyces cerevisiae PE-2 e 80,41% pela Scheffersomyces (Pichia) stipitis CBS 5773. Para as duas leveduras, os parâmetros fermentativos do hidrolisado foram em tudo semelhantes aos verificados para os meios semissintéticos contendo glicose e xilose puras. Conclui-se assim, que o pré-tratamento adotado neste trabalho apresentou grande potencialidade em gerar substratos com alta digestibilidade enzimática e hidrolisados tão fermentáveis quanto meios semissintéticos. / Currently, global warming, environmental degradation, imminent shortage of limited fossil fuel reserves and an intense demand and dependence of global energy on these fuels constitute serious threats to the sustainability of world development, which have led to a growing interest in alternative sources of renewable energy, among which lignocellulosic biomass stands out as one of the most promising. In this context, the production of ethanol from sugarcane bagasse by enzymatic and biochemical routes appears as the most promising alternative for integrated and sustainable production of biofuel aiming resource optimization, waste reduction and mitigation of adverse environmental impacts. However, the development of an effective pretreatment, as well as the production of hydrolytic enzymes, is the key to enabling the production of ethanol from lignocellulosics. Therefore, the purpose of this study was to determine the effects of hydrothermal pretreatment catalyzed by sulfite on the chemical composition of sugarcane bagasse and establish a correlation of these values with the efficiency of enzymatic saccharification and fermentability of these bagasse hydrolyzate. After the initial chemical characterization, the bagasse was pretreated with neutral and alkaline sulfite and was found that cellulose was almost fully recovered in the solid fraction of the reaction. In turn, xylan obtained its maximum solubilization of 72.0% and 35.4% while the maximum delignification was 43.5% and 76.7%, for the reactions catalyzed by neutral and alkaline sulfite, respectively. The alkaline sulfite was found more effective for carbohydrates enrichment in the pretreated bagasse and led to a greater delignification, therefore, it was chosen for the following stages of the project. From a 33 full factorial experiments were obtained pretreated substrates which led to maximum enzymatic saccharification of 79.91% and 70.69% for cellulose and xylans, respectively, using 10 FPU cellulases and 10 CBU ?- glucosidase. By analysis of the glucans overall yield the optimal condition for the pretreatment has been defined as 10% (w/w) alkaline sulfide at 150°C for 30 min, which was confirmed by statistical analysis. Enzymatic hydrolysates of bagasse pretreated in optimized conditions were fermented into ethanol with efficiency of virtually 100% by Saccharomyces cerevisiae PE-2 and 80.41% by Scheffersomyces (Pichia) stipitis CBS 5773. For both yeasts, the hydrolyzate fermentation parameters were at all similar to those seen for the semisynthetic media containing pure glucose and xylose. Therefore, we concluded that the pre-treatment used in this work showed great potential to generate substrates with high enzymatic digestibility and hydrolysates as fermentable as semisynthetic media.

O etanol é um dos biocombustíveis oriundos de fontes renováveis mais promissor e ambientalmente amigável. Visando-se ao atendimento de uma demanda crescente por este álcool, o aproveitamento integral dos materiais lignocelulósicos é uma alternativa interessante e, desta forma, trabalhos de pesquisa têm sido desenvolvidos visando-se à viabilização de biorrefinarias de produção integrada de etanol 1G e 2G. O presente trabalho teve como objetivo principal desenvolver e analisar economicamente modelos de biorrefinaria integrada 1G2G que empregam pré-tratamento ácido diluído, avaliando-se o impacto econômico do destino da hemicelulose para produção de etanol. Para isso, foram definidos cenários que incluíssem todas as etapas do processo de produção de etanol 1G e 2G, sendo avaliados dois teores de sólidos no reator de pré-tratamento (5% e 10%) e, para cada caso, três relações tempo e conversão da hidrólise enzimática, sendo estas de 45%, 51% e 55% para tempos de reação de 24h, 48h e 72h, respectivamente. Para cada condição, considerou-se a fermentação de pentose (C5) ou seu envio para tratamento de efluentes, constituindo-se, assim, 12 cenários. Foram realizadas as simulações destes cenários auxiliadas pelo pacote computacional Aspen Plus®, obtendo-se os dados de balanço de massa e energia, permitindo assim a realização da análise de viabilidade econômica empregando a plataforma Biorrefinaria Virtual de Cana - BVC. Foi possível observar que a produção de etanol 2G empregando pré-tratamento ácido diluído foi responsável por um aumento na produção de etanol de até 35%. Avaliando-se os cenários, observou-se que quando o reator de pré-tratamento foi operado com maior teor de sólidos, menor consumo de energia térmica foi necessário, requerendo menor quantidade de bagaço na caldeira e aumentando o rendimento final de etanol. Com relação ao custo de investimento, este correspondeu a R$799,2 milhões para a biorrefinaria 1G, enquanto que os cenários integrados 1G2G apresentaram valores cerca de 40% superiores. Dentre as áreas mais expressivas no custo de investimento, estão a de pré-tratamento e geração e distribuição de vapor. No que concerne ao custo de produção de etanol, os cenários que apresentaram menor valor para etanol 2G corresponderam ao uso de 10% de sólidos no reator de pré-tratamento com fermentação de C5. As áreas mais expressivas para esse custo foram os custos com insumos e capital. Todavia, os cenários com 5% de sólidos no reator de pré-tratamento e sem fermentação de C5 resultaram em menor custo de produção global de etanol (1G2G), sendo o custo com cana, insumos e capital os mais expressivos. Com base na taxa interna de retorno, esta se apresentou abaixo da taxa mínima de atratividade para todos os cenários, ocasionando um valor presente líquido negativo, inferindo-se que, nas condições avaliadas, a metodologia empregada nos cenários está inviável do ponto de vista de um investidor. No entanto, a análise econômica auxiliou a identificação dos gargalos tecnológicos do processo de produção integrada de etanol 1G2G quando estes empregam pré-tratamento ácido diluído, favorecendo a definição de metas operacionais a serem solucionadas em trabalhos de pesquisa. / Ethanol is one of the most promising and environmentally friendly biofuels obtained from renewable energy sources. Aiming at meeting a growing demand for this fuel, the integral use of lignocellulosic materials is an interesting alternative and, in this way, research Works have been performed to make viable biorefineries for integrated production of 1G and 2G ethanol. The present work had as main objective to develop and to analyze economically models of 1G2G integrated biorefineries using dilute acid pretreatment, evaluating the economic impact of using hemicellulose for ethanol production. Alternative scenarios were defined including all steps of the 1G and 2G ethanol production process. Two different solids contents were evaluated in the pre-treatment reactor (5% and 10%) and, for each case, three values of time and conversion for the enzymatic hydrolysis step were considered, namely 45%, 51% and 55% for reaction times of 24h, 48h and 72h, respectively. For each condition, the fermentation of pentose (C5) or its sending for effluents treatment was supposed, constituting, thus, 12 scenarios. Simulations of these scenarios were carried out using the software Aspen Plus®, generating mass and energy balance data, thus allowing carrying out economic viability analysis using the Virtual Sugarcane Biorefinery (VSB) platform. Production of 2G ethanol using dilute acid pretreatment was responsible for an increase in ethanol production of up to 35%. When the pretreatment reactor was operated with higher solids content, lower thermal energy consumption was necessary, requiring less bagasse in the boiler and thus increasing the final ethanol yield. Regarding to investment cost, it was of R$ 799.2 million for 1G biorefinery, compared to a value 40% higher observed for integrated 1G2G scenarios. Among the most significant areas of investment cost are the pretreatment and the generation and distribution of steam. With relation to the cost of etanol production, scenarios that presented the lowest value for 2G ethanol corresponded to the use of 10% solids in the pre-treatment reactor associated to C5 fermentation. The most significant areas for this cost were the input and capital costs. However, the scenarios with 5% solids in the pre-treatment reactor without C5 fermentation resulted in a lower global ethanol production cost (1G2G), with sugarcane, chemical inputs and capital cost representing the most significant fraction. Based on the internal rate of return, this was lower than the minimum attractiveness rate of return for all scenarios, resulting in a negative net present value, allowing inferring that, under the evaluated conditions, the methodology used in the scenarios would be unviable from an investor viewpoint. However, the economic analysis helped to identify technological bottlenecks of the integrated 1G2G etanol production process using dilute acid pretreatment, favoring the definition of operational goals to be solved in research works.

A RMN em baixo campo (RMN-BC) é uma importante ferramenta analítica que vem sendo usada para substituir os métodos clássicos de análise. As principais características da RMN-BC sobre esses métodos são: rapidez da análise, pouca ou nenhuma preparação da amostra, análise não-invasiva e não-destrutiva e não tem descarte de produtos químicos. O presente trabalho avaliou o uso da RMN-BC com sensor (ímã e sonda) unilateral (RMNU). Neste equipamento de baixo custo, a região de análise é projetada para frente do imã, o que permite analisar amostras com grande volume, diferente dos espectrômetros convencionais onde o tamanho da amostra é limitado pelo gap ou bore do ímã. Como o sensor RMNU possui um intenso gradiente de campo magnético é possível investigar o comportamento da amostra em diferentes alturas. Essa propriedade foi explorada para medir a temperatura e a difusividade térmica de sementes de macadâmia em três profundidades. Para isso fez-se uma curva de calibração com o tempo de relaxação transversal (T2) do óleo da semente versus a temperatura. Os resultados obtidos com a RMNU foram coerentes com encontrados na literatura usando sensores invasivos como termopares. Também foram realizadas análises de viscosidade de óleos lubrificantes automotivos dentro das embalagens utilizando a sequência de CPMG. Com o método foi possível discriminar se o óleo base é mineral ou sintético. O sensor RMNU não foi sensível para identificar amostras de diesel com diferentes composição e origem. Para isso usou-se espectrômetro de RMN convencional onde analisou 118 blendas de diesel/biodiesel/óleo vegetal, em que se variou a refinaria, teor de enxofre do diesel (S500 e S10), a origem do biodiesel e do óleo. Os modelos de classificação de análise multivariada apresentaram alta capacidade de distinguir as respectivas blendas. Investigou-se também o uso do acoplamento indutivo para ampliar a região de detecção do sensor a partir da sua superfície. O acoplamento permitiu aumentar da região sensível de 2 mm para 20 mm. Esse sistema foi usado para monitorar a cura de uma amostra de gesso utilizando a sequência de CPMG. / The Low-Field NMR (LF-NMR) is an important analytical tool that has been used to replace the classical methods of analysis. The main features of LF-NMR about these methods are: speed of analysis, little or no sample preparation, non-invasive and non-destructive analysis and no disposal of chemicals. This study evaluated the use of LF-NMR with sensor (magnet and probe) unilateral (UNMR). In this low cost equipment, the region of analysis is projected forward of the magnet, which allows analyzing samples in large volumes, unlike conventional spectrometers where the sample size is limited by the gap or bore of the magnet. As UNMR sensor has an intense magnetic field gradient is possible to investigate the behavior of the sample at different heights. This property has been exploited to measure the temperature and the thermal diffusivity Macadamia seed at three depths. For this became a calibration curve with the transverse relaxation time (T2) of the seed\'s oil versus temperature. The results obtained with the UNMR were consistent with the one found in literature, using invasive sensors such as thermocouples. They were also held viscosity analysis of automotive lubricants in the packaging using the CPMG sequence. With the method it was possible to discriminate whether the base oil is mineral or synthetic. The UNMR sensor was not sensitive enough to diesel samples with different composition and origin. To it was used conventional LF-NMR spectrometer, where 118 blends diesel / biodiesel / vegetable oil, as it the refinery varied, sulfur diesel (S500 and S10), the source of biodiesel and oil were analyzed. The multivariate classification models showed high ability to distinguish their blends. It was also investigated using inductive coupling to expand the sensor detection region from its surface. Coupling allowed to increase the sensitive region of 2 mm to 20 mm. This system was used to monitor the cure of plaster sample using the CPMG sequence.

O objetivo do trabalho é avaliar os recursos energéticos eólico, solar e biocombustíveis disponíveis na Região Administrativa de Araçatuba, através da metodologia de Planejamento Integrado de Recursos Energéticos, que busca sistematizar e qualificar os impactos inerentes à utilização energética integrando a oferta e a demanda e buscando o menor custo completo considerando as características de cada recurso energético nas dimensões ambiental, social, política e técnico-econômica. Trabalhando com a Previsão de Demanda para os cenários energéticos Tendencial, Sustentável, Otimista e Sustentável-Primoroso para a integração dos Recursos energéticos ao longo do Tempo e considerando os Vigilantes do Mapeamento Energoambiental, buscando o atendimento de demanda local e de exportação de energia. Permitindo assim concluir que os recursos energéticos considerados poderão atender os requerimentos da demanda em todos os cenários, porém com a possibilidade de esgotamento em determinados cenários com horizonte de planejamento maiores que 30 anos. / The aims of this work is to evaluate the wind power, solar energy resources and biofuels available in Araçatuba through integrated resources planning methodology, which seeks to systemize and qualify the impacts associated with the use of energy by integrating supply and demand and seeking the lowest full-cost recital characteristics of each energy resource in environmental, social, political and technical-economic dimensions. Working with the demand forecast for trend, sustainable energy scenarios, optimistic and sustainable-prime as a PIN for the integration of energy resources over time, and considering the vigilant of Energy-environmental parameters, fetching mapping meeting local demand and export of energy. Thus conclude that the energy resources considered may meet the requirements of demand in all scenarios, but with the possibility of exhaustion in certain scenarios with planning horizon larger than 30 years.

O objetivo geral deste trabalho foi elaborar uma ferramenta de análise comparativa de combustíveis para geração de energia elétrica, acessível para pesquisadores e tomadores de decisões. Para isso foi realizado inicialmente a contextualização dos temas: mudanças climáticas, segurança energética, energia elétrica e combustíveis. Posteriormente realizou-se o desenvolvimento da ferramenta para análise comparativa de combustíveis, com base nos dados físico-químicos e de emissões de GEE atrelados aos biocombustíveis englobados neste estudo. A ferramenta foi desenvolvida por dois métodos, um deles Individual, que compara dois combustíveis e apresenta os dados e informações comparativas sobre ambos, e o segundo Coletivo, na qual é possível comparar as informações sobre os combustíveis simultaneamente. Após a construção da ferramenta a mesma foi disponibilizada para consulta pública, através de divulgação no formato aberto. Ademais, foram elaborados rankings de comparação entre os combustíveis, com intuito de sumarizar as informações obtidas na ferramenta de cálculo numa escala de combustíveis promissores do ponto de vista de geração de energia, emissão de GEE e comparação entre as duas variáveis. Através dos resultados obtidos foi possível constatar que há biocombustíveis com maior capacidade energética do que os combustíveis de origem fóssil tradicionalmente utilizados; que todos os biocombustíveis analisados possuem menor emissão de gases de efeito estufa (GEE) atrelados as suas atividades em relação aos combustíveis fósseis; e que existem biocombustíveis com alta capacidade energética e baixa emissão de GEE que podem ser usados na geração de energia elétrica / The overall objective of this work was to develop a comparative analysis tool for biofuels for electric power generation, accessible to researchers and decision makers. For this, the contextualization of the following themes was initially carried out: climate change, energy security, electric energy and fuels. Subsequently, the tool for comparative fuel analysis was developed, based on physicochemical data and GHG emissions linked to the biofuels included in this study. The tool was developed by two methods, one Individual, which compares two fuels and presents data and comparative information on both, and the second Collective, in which it is possible to compare information on fuels simultaneously. After the construction of the tool the same was made available for public consultation, through disclosure in the open format. In addition, fuel comparison rankings were elaborated with the purpose of summarizing the information obtained in the calculation tool on a scale of promising fuels from the point of view of energy generation, GHG emission and comparison between the two variables. Through the results obtained it was possible to verify that there are biofuels with greater energy capacity than the fuels of fossil origin traditionally used; that all biofuels analyzed have a lower emission of greenhouse gases (GHG) tied to their activities in relation to fossil fuels; and that there are biofuels with high energy capacity and low GHG emissions that can be used to generate electricity

The recent trends in the international crude oil price have brought back the interest of researchers to the importance of the practiced by the government fuel pricing policy for the domestic economy, especially in the developing world. Brazil constitutes a particularly interesting case when it comes to the government participation in the domestic fuel sectors. The state-owned oil company Petrobras acts as a price-setter for all petroleum derivatives sold in the country. This policy, however, has had severe negative consequences for the Brazilian fuel sector and especially for the domestic ethanol industry. Thus, the main goal of this study is to provide a basis for the development of a reformed pricing policy, which is more suitable for the needs of the country and does not have severe negative impact on the domestic economy. For this purpose, this work is divided into three chapters that interrelate and contribute for the achieving of the objective. The first chapter focuses on a comparative analysis of the dynamic correlation between the domestic fuel prices and international crude oil in Brazil, Germany and the United States. The results of the performed MGARCH-DCC estimation for the three countries provide empirical evidence for the differences existing between the pass-through of volatility from international oil markets to the domestic economy. The artificially established by the government ex-refinery prices of petroleum derivatives in Brazil led to lower correlation in comparison to Germany and the U.S. - two countries where the government does not intervene in the formation of the prices of petroleum derivatives. The used combination of free fuel prices and flexible fiscal policy, as the case of Germany, can induce competitiveness in the domestic fuel sector and at the same time keep domestic prices stable - an example that should be considered by policy makers in Brazil. The second chapter goes one step further by including the biofuel sectors in the analysis in order to verify if there exist differences in the biofuel-related price transmission mechanisms in the three countries of interest. The obtained results of the performed cointegration tests and estimation of VECM show that while in Brazil and in the U.S. the ethanol sectors are characterized by a stable relationship between the examined price series, in Germany such a strong and permanent link is not observed - a result that can be attributed to the changes in the policy regarding biofuels in the country, as well as to the specific characteristics of its biofuel-related sectors. The third chapter of the study gives a continuation to the analysis by focusing on the situation in Brazil and the hypothetical effects of a free fuel pricing policy. A simulated free gasoline price for the period between 2007 and 2016 is constructed and the hypothetical responses of the ethanol sector are calculated, using the obtained by the estimation of a structural VEC model demand elasticities. The results show that such a change in the policy would have led to higher ethanol prices in the state of São Paulo, making it more profitable for sugarcane producers to engage in the production of biofuel instead of sugar, which would have been beneficial for the sector, especially after 2011 when it entered a severe crisis. The final conclusion of this work is that there is a need for reformulating the practiced fuel pricing policy in Brazil in order to help ethanol regain its previous competitiveness as a substitute for conventional fossil fuels and to reestablish itself in the country\'s energy matrix. / As recentes tendências do preço internacional do petróleo renovaram o interesse dos pesquisadores na importância da política de formação de preços de combustíveis praticada pelo governo para a economia doméstica, especialmente em países em desenvolvimento. O Brasil constitui um caso particularmente interessante no contexto de intervenção do governo em setores domésticos de combustíveis: A empresa petrolífera estatal Petrobras atua como price-setter para todos os derivados de petróleo comercializados no país. Essa política, no entanto, trouxe graves conseqüências negativas para o setor brasileiro de combustíveis - e especialmente para a indústria nacional de etanol. Nesse contexto, o principal objetivo deste estudo foi fornecer uma base para o desenvolvimento de uma política de preços reformada, que seja mais adequada às necessidades do país e não tenha um impacto tão negativo para a economia doméstica. Para tanto, a presente pesquisa foi dividida em três capítulos distintos. O primeiro capítulo aborda uma análise comparativa da correlação dinâmica entre os preços domésticos dos combustíveis e o preço internacional do petróleo para o Brasil, a Alemanha e os Estados Unidos. Os resultados da estimativa de um modelo MGARCH-DCC realizada para os três países fornecem evidências empíricas das diferenças existentes entre o pass-through da volatilidade do mercado internacional de petróleo para a economia doméstica. O estabelecimento artificial dos preços de refinaria pelo governo brasileiro levou a uma correlação menor em comparação à Alemanha e aos EUA - dois países onde o governo não intervém nos preços dos combustíveis. Uma combinação de política de preço dos derivados do petróleo livre e uma política fiscal flexível como na Alemanhã poderia trazer competitividade para o setor doméstico de combustíveis e ao mesmo tempo garantir um preço estável ao consumidor - um exemplo que deve ser considerado pelo governo brasileiro. O segundo capítulo vai um passo além, incluindo os setores de biocombustíveis na análise, a fim de verificar se existem diferenças nos mecanismos de transmissão de preços relacionados aos biocombustíveis nos três países estudados. Os resultados obtidos nos testes de cointegração e na estimativa de um modelo VEC mostram que, enquanto no Brasil e nos EUA os setores de etanol se caracterizam por uma relação estável entre as séries de preços examinadas, na Alemanha não se observa um vínculo tão forte e permanente - um resultado que pode ser atribuído às mudanças na política de biocombustíveis no país, bem como às características específicas de seus setores de biocombustíveis. O terceiro capítulo do estudo dá continuidade à análise, focando na situação do Brasil e nos efeitos hipotéticos de uma política de preços livres dos combustíveis. Uma simulação de preço livre para a gasolina no período entre 2007 e 2016 foi construído e as respostas hipotéticas do setor de etanol foram calculadas, usando as elasticidades da demanda obtidas pela estimação de um modelo VEC estrutural. Os resultados mostram que uma política mais liberal teria levado ao aumento no preço do etanol no estado de São Paulo, tornando a produção de etanol mais lucrativa do que o açúcar para os produtores de cana, o que teria sido benéfico para o setor - especialmente depois de 2011, quando ele entrou em uma grave crise. A conclusão final deste trabalho é de que se faz necessária uma reformulação da política de formação de preços praticada no Brasil, a fim de ajudar o etanol a recuperar sua competitividade como substituto a combustíveis fósseis e a se restabelecer na matriz energética do país.

A crescente escassez dos combustíveis fósseis tem indicado a necessidade de diversificação da matriz energética mundial. Nesse contexto, a produção de biocombustíveis figura entre as alternativas energéticas. No entanto, tal alternativa não é suscetível de uma só interpretação, havendo divergências acerca de suas consequências. Em meio ao debate, movimentos sociais do campo têm realizado experiências que buscam aliar a produção de biocombustíveis ao incremento da renda de pequenos agricultores. O tema central do presente estudo foi a produção de etanol em microdestilarias pelo Movimento dos Pequenos Agricultores através de uma de suas cooperativas, localizada no Noroeste do Rio Grande do Sul. O objetivo da pesquisa foi examinar o desempenho e o potencial agroeconômico do sistema de produção proposto pela COOPERBIO nas unidades familiares de produção agrícola (UPAs) a ela vinculadas. O estudo referenciou-se na Teoria dos Sistemas aplicada à investigação de realidades agrárias complexas e nas ferramentas metodológicas disponibilizadas pela mesma, apoiando-se ainda na ideia desenvolvida por Ploeg acerca da condição camponesa e do modo camponês de fazer agricultura. Realizou-se também uma revisão de literatura acerca da problemática dos biocombustíveis e da importância de modelos energéticos alternativos. Os procedimentos metodológicos consistiram em pesquisa documental, observação direta e entrevistas semiestruturadas a agricultores e técnicos da COOPERBIO, analisando exaustivamente duas microdestilarias e quatro unidades de produção representativas da cooperativa. Do ponto de vista socioeconômico, constatou-se que a baixa disponibilidade de terra e o elevado valor agregado bruto decorrente da intensificação baseada no trabalho constituem as principais características comuns entre as UPAs analisadas, assim como uma renda agrícola média anual em torno de R$ 1500,00 por hectare, a despeito da variação dos sistemas de produção encontrados. Em relação à produção em microdestilarias, verificou-se que a proposta da COOPERBIO está tecnicamente adequada à realidade das UPAs. Do ponto de vista econômico, os subsistemas produtivos ligados às microdestilarias tem sido mais vantajosos que a maioria dos demais subsistemas encontrados nas UPAs. No entanto, constatou-se que as microdestilarias têm sido subutilizadas pelos agricultores. O motivo principal parece residir na inconclusão da implantação do arranjo produtivo proposto e nas consequentes dificuldades de comercialização do etanol, que por sua vez têm acarretado na falta de capital de giro do empreendimento e de agilidade na remuneração dos agricultores. Sanados os desafios, a produção de etanol em microdestilarias conforme a proposta da COOPERBIO parece ter potencial para incrementar a renda, fortalecer a campesinidade de pequenas UPAs e contribuir na diversificação da matriz energética brasileira. / The growing scarcity of fossil fuels has indicated the need to diversify sources of energy worldwide. In this context, production of biofuels emerges as an alternative energy. However, this alternative is not susceptible of only one interpretation, with disagreement about its consequences. Amid the debate, rural social movements have conducted experiments that seek the production of biofuels combined to income increase of small farmers. The focus of this study was the production of ethanol micro distilleries by the Movement of Small Farmers through their cooperatives, located in the northwest of Rio Grande do Sul. The objective of the research was to examine the agrieconomic performance and potential of the production system proposed by COOPERBIO in family farming units (UPAs) linked to it. The study referenced in the Systems Theory applied to the investigation of complex agrarian realities and the methodological tools available for the same, also leaning on the idea developed by Ploeg about the condition of the peasant and peasant way of doing agriculture. It also presents a literature review on the issue of biofuels and the importance of alternative energy models. The methodological procedures consisted of desk research, direct observation and semistructured interviews with farmers and COOPERBIO cooperative technicians, deeply analyzing two micro distilleries and four representative production units of the cooperative. Socioeconomically, it was found that the low availability of land and the high gross added value resulting from the intensification based on the work are the main common features between the analyzed UPAs, as well as an average annual agricultural income of around R$ 1500,00 per hectare, despite the production systems variation found. In relation to the production of micro distilleries, it was found that COOPERBIO proposition is technically appropriate to the realities of UPAs. From an economic standpoint, the subsystems related to productive micro-distilleries have been more advantageous than most other subsystems found in the UPAs. However, it was found that the micro-distilleries have been underutilized by farmers. The main reason seems to lie in the incompleteness of the implantation of the whole production arrangement and consequent difficulties on selling the ethanol, which have entailed the lack of working capital of the enterprise and agility in paying farmers. Solved challenges, ethanol production in accordance with the COOPERBIO proposition of micro distilleries seems to have the potential to increase income, strengthen rural communities and small UPAs and contribute in diversifying the Brazilian energy matrix.

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoEdsonVanzella.pdf: 640885 bytes, checksum: 49bfc52db759a282f70d70ded3f85012 (MD5) Previous issue date: 2015-03-03 / The influence of the addition of biodiesel on hydrous ethanol for use at the internal combustion engines (Otto cycle), of vehicles and of aircrafts, as the utilized in the crop duster Ipanema, is that aimed to this study. The Brazilian Aeronautics Company - Embraer, in partnership with Aircraft Industry Neiva, Ipanema agricultural aircraft manufacturers, converted the engine of this aircraft, originally stocked with aviation gasoline (Avgas) for ethanol in 2005. The success of the conversion of the fossil fuel for the biofuel is proven and reported by aircraft operators throughout Brazil, with advantages environmental, economic, of infrastructure and yield. However, some physical and chemical properties of ethanol as the low lubricity, low flash point, its hygroscopic nature and low viscosity, may bring damage to components of the aircraft fuel system, as well as parts of the engine. Biodiesel possesses features that are useful to the Otto cycle engine, because its organic components associated with your higher electrical conductivity, provide high lubricity when it is added to the ethanol. Biodiesel flash point is high, and thus minimizes flammability risks from transport, storage and supply of ethanol. Because it is less corrosive than ethanol, biodiesel when mixed with ethanol also reduces the conditions of wear and corrosion on parts and engine parts. For diagnosing the ideals levels to the mixture formation were performed eight different compositions (four with soybean biodiesel and four with castor bean biodiesel) varying the percentage of biodiesel at 1%, 3%, 5% and 10% (m/m) in hydrous ethanol. Responses were observed in terms of calorific value, viscosity, flash point, density, electrical conductivity and turbidity for each blend. The calorific value and viscosity were influenced by the major carbon chains of biodiesel, with the largest increase in calorific value occurred in the blend with 10% soybean biodiesel (+ 8.70%). The viscosity of the blend with 10% castor bean biodiesel increased 23.8% and for the blends with 5% castor bean biodiesel and 10% soy biodiesel increased 15%. The flash point for the blends with 10% of soy biodiesel and of castor increased approximately 1 ° C, improving the security conditions in the fuel handling. The density extrapolated the ceiling of specified 1.42% for the blend with 10% castor biodiesel. This parameter is dependent on the amount of water present in the ethanol, which in this study if presented in the maximum, thus doing the density of blends exceed the limit. The electrical conductivity and the turbidity diagnosed homogeneous mixtures, without phase separation and increase in fuel lubricity. / A influência da adição de biodiesel ao etanol hidratado para utilização em motores de combustão interna (ciclo Otto), de veículos e de aeronaves, como o utilizado no avião agrícola Ipanema, é o que objetivou esse estudo. A Empresa Brasileira de Aeronáutica Embraer, em parceria com a Indústria Aeronáutica Neiva, fabricantes do avião agrícola Ipanema, converteu o motor desta aeronave, originalmente abastecido com gasolina de aviação (Avgas), para etanol em 2005. O sucesso da conversão do combustível fóssil para o biocombustível é comprovado e relatado por operadores da aeronave em todo o Brasil, com vantagens ambientais, econômicas, de infraestrutura e rendimento. No entanto, algumas características físicas e químicas do etanol, como sua baixa lubricidade, baixo ponto de fulgor, sua natureza higroscópica e baixa viscosidade, podem trazer danos a componentes do sistema de combustível da aeronave, bem como a partes do motor. O biodiesel possui características que são úteis ao motor ciclo Otto, pois seus componentes orgânicos associados a sua maior condutividade elétrica, proporcionam uma capacidade de lubrificação elevada quando este é adicionado ao etanol. O ponto de fulgor do biodiesel é alto, e assim, minimiza os riscos de inflamabilidade decorrentes do transporte, armazenamento e abastecimento do etanol. Por ser menos corrosivo que o álcool combustível, o biodiesel quando misturado ao etanol também atenua as condições de desgaste e corrosão em peças e partes do motor. Para diagnosticar os teores ideais para formação da mistura, foram realizadas 8 diferentes composições (4 com biodiesel de soja e 4 com biodiesel de mamona), variando-se o percentual de biodiesel em 1%, 3%, 5% e 10% (m/m) em etanol hidratado. As respostas foram verificadas em termos do poder calorífico, da viscosidade, do ponto de fulgor, da densidade, da condutividade elétrica e da turbidez para cada blenda. O poder calorífico e a viscosidade foram influenciados pelas grandes cadeias carbônicas do biodiesel, sendo que o maior acréscimo no poder calorífico ocorreu na blenda com 10% de biodiesel de soja (+ 8,70%). A viscosidade da blenda com 10% de biodiesel de mamona aumentou 23,8% e para as blendas com 5% de biodiesel de mamona e 10% de biodiesel de soja aumentou 15%. O ponto de fulgor para as blendas com 10% de biodiesel de soja e de mamona aumentou aproximadamente 1 °C, melhorando a condição de segurança no manuseio do combustível. A densidade extrapolou o limite máximo da especificação em 1,42% para a blenda com 10% de biodiesel de mamona. Este parâmetro é dependente da quantidade de água presente no etanol, que neste estudo se apresentou no limite máximo, assim, fazendo com que a densidade das blendas ultrapassasse o limite. A condutividade elétrica e a turbidez diagnosticaram misturas homogêneas, sem separação de fases e com acréscimo no poder de lubrificação do combustível

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 _Caroline_T_Echert.pdf: 2296815 bytes, checksum: bbff48fc695ec3d428d75a6cdb321beb (MD5) Previous issue date: 2016-02-05 / With the aim of find out what the best hybrid maize for ethanol production, according to characteristics of the state of Paraná Western region were evaluated 10 hybrids, and 9 have transgenic technology Bt and 1 conventional non-Bt . The experimental development, the field was conducted between February and October 2015, and used a randomized block with four replications, and the average test employee was Tukey test (≤0,05), along with Correlation Matrix (≤0,05) and Contrast Analysis (≤0,05). The laboratory tests were conducted productivity and yield of die (kg ha-1 and L ethanol ha-1), the starch content, of soluble solids, and the percentage of ethanol in the wort produced. The hybrids were in accordance with literature by the fact that the amount of biomass produced per hectare was relevant to the yield of ethanol liters per hectare, in the same way that the quality of the grains had been indispensable for the good performance of hybrids. / Com o objetivo de averiguar qual o melhor híbrido de milho para a produção de etanol, de acordo com características da região Oeste do estado do Paraná, foram avaliados 10 híbridos, sendo que 9 possuem tecnologia transgênica Bt e 1 convencional não-Bt . O desenvolvimento experimental, a campo, foi realizado entre os meses de fevereiro a outubro de 2015, sendo utilizado o delineamento experimental em blocos casualizados com quatro repetições, e o teste de média empregado foi o Teste de Tukey (≤0,05) juntamente com a Matriz de Correlação (≤0,05) e a Análise de Contraste (≤0,05). As análises laboratoriais realizadas foram de cunho de produtividade e rendimento (em kg ha-1 e L etanol ha-1), de conteúdo amiláceo, de sólidos solúveis e de percentual em etanol no mosto produzido. Os híbridos estiveram em conformidade com a literatura pelo fato de que a quantidade produzida de biomassa por hectare foi relevante para o rendimento em litros de etanol por hectare, da mesma forma que a qualidade dos grãos foi indispensável para que houvesse bom desempenho dos híbridos.