Orientador: Leonardo Goldstein Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-07-25T04:50:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ushima_AdmarHakuo_M.pdf: 9038177 bytes, checksum: d6d17ec52be3ac384868c958a8177c73 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Trata-se de um trabalho de modelagem e simulação bidimensional das etapas de aquecimento, secagem e pirólise de uma partícula de biomassa, aplicado a um modelo de simulação unidimensional de um gaseificador de leito movente contracorrente, operando em regime permanente, baseado em modelo existente na literatura. Os modelos de aquecimento, secagem, pirólise, gaseificação e combustão empregados são desenvolvidos a partir das equações fundamentais de conservação de massa e energia e os resultados da simulação são comparados com dados experimentais. A partir dos perfis de temperatura e concentração simulados ao longo da altura do leito do gaseificador e da espessura da partícula de biomassa, pode-se identificar e determinar as extensões das diversas regiões existentes no interior do gaseificador. A altura das regiões de pirólise, secagem e aquecimento, normalmente desprezada ou ocupando uma extensão reduzida nos modelos unidimensionais, apresenta uma extensão expressiva no modelo bidimensional, correspondente a cerca de 3/4 da altura do leito. A influência de alguns parâmetros operacionais característicos, como a umidade e o diâmetro das partículas, e de propriedades, como a condutividade térmica do carvão e a entalpia de reação da pirólise, no desempenho do gaseificador, também foi avaliada. Os perfis de temperatura e de concentração dos componentes combustíveis na fase gasosa, bem como o rendimento global a frio obtidos na simulação ficaram abaixo dos valores experimentais correspondentes. Uma análise das possíveis causas das diferenças observadas é apresentada / Abstract: In this work is proposed a two-dimensional model to simulate the heating, drying and pyrolysis stages of a biomass particle, which was applied to a steady-state, one-dimensional simulation program of a countercourrent fixed bed gasifier, available in the literature. The models developed for the heating, drying, pyrolysis, gasification and combustion stages were based on the basic equations of mass and energy conservation. The obtained results were compared with experimental data. From the temperature and concentration profiles simulated along the gasifier bed height and through the particle it was possible to identify and determine the extension of these regions in the gasifier. The height occupied by the heating, drying and pyrolysis stages, which is usually assumed as negligible or with a reduced extension in the one dimensional models, is shown to be much larger in the two-dimensional model, corresponding to about three-fourths of the bed height. The influence on the gasifier performance of some characteristic operational parameters, such as the biomass particle moisture and diameter, and of properties, as the charcoal thermal conductivity and the enthalpy of pyrolysis was evaluated. The temperature and composition profiles, as well as the overall cold efficiency obtained from the simulation, presented results under the avaiabie experimental data. An analysis of these results is presented / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research aims to identify and assess the main sources of transaction costs of the productive chain of soy biodiesel in Rio Grande do Sul and how they affect the management of supply chains of organizations. To do so, proceeded with semi-structured interviews and visits to four plants in operation in Rio Grande do Sul state. It is diagnosed that the main transaction costs involve post-transaction disputes arising from the quality of raw material and non-compliance with deadlines; barriers to collective planning, operational costs, payout policy of firms and opportunistic actions by officials economic. The likely sources of transaction costs include the characteristics of production and marketing of raw soybeans, the level of technology employed by farmers, the pattern of relationships established between different stakeholders and the volume of production demanded by plants. It is observed that the perceptions and expectations of respondents are part of coherent structures with the supply chain structure, that is, it appears that greater the vertical integration of the production process of biodiesel, more positive the results of individual actions seeking to minimize the uncertainty and greater information sharing, the frequency of transactions and loyalty between business partners. It appears, from the interviews that some of the main barriers to the productive chain of soy biodiesel in Rio Grande do Sul are related to the instability of the price of soybeans and their production characteristics, farmers culture and excessive legal bureaucracy. It is expressed the need for such productive arrangement to define tools to converge the different interests, considering the flow of information existing on the balance of production in its different aspects, the articulation of public policy and environmental aspects of production, which converge to the balance between the known conditions of production and adoption of environmentally sustainable practices. Thus, it is emphasized that the application of fuzzy theory to the study of transaction costs nurtures it as a potential tool for the analysis of socioeconomic relations. / A presente pesquisa visa identificar e avaliar as principais fontes de custos de transação da cadeia produtiva do biodiesel à base de soja no Rio Grande do Sul e de que forma estes incidem na gestão das cadeias de suprimentos das organizações envolvidas. Para tanto, procedeu-se com entrevistas semi-estruturadas e visitas as quatro usinas em operação no estado gaúcho. Diagnostica-se que os principais custos de transação envolvem conflitos póstransação, decorrentes da qualidade da matéria-prima e não cumprimento dos prazos de entrega; entraves ao planejamento coletivo; custos operacionais; política de pagamento das empresas e ações oportunistas por parte dos agentes econômicos. As prováveis fontes dos custos de transação englobam características de produção e comercialização da matéria-prima soja; o nível tecnológico empregado pelos produtores rurais; o padrão de relacionamento estabelecido entre diferentes parceiros e o volume da produção demandada pelas usinas. Observa-se que as percepções e expectativas dos agentes entrevistados integram-se coerentemente com as estruturas de cadeias de suprimentos estruturadas, isto é, quanto maior a integração vertical do processo de produção do biodiesel, mais positivos são os resultados das ações individuais em vistas à minimização das incertezas e maior o compartilhamento de informações, a frequência das transações e a fidelização entre parceiros comerciais. Constatase, por meio das entrevistas, que alguns dos principais entraves à cadeia produtiva do biodiesel à base de soja no Rio Grande do Sul relacionam-se à instabilidade do preço da soja e suas características de produção, à cultura dos agricultores e à excessiva burocracia legal. Expressa-se a necessidade do referido arranjo produtivo em definir instrumentos capazes de confluir os diferentes interesses, considerando-se o fluxo de informações existente, a adequação da produção, em seus diferentes aspectos, a articulação de políticas públicas e aspectos ambientais de produção, que convergem ao equilíbrio entre as condições de produção conhecidas e adoção de práticas ambientalmente sustentáveis. Destarte, ressalta-se que a aplicação da teoria fuzzy ao estudo dos custos de transação consolida-a como ferramenta potencial de análise das relações socioeconômicas.

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.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-26T08:36:35Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1547030 bytes, checksum: b3571388a59694abf306db71c4d23ed2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-26T08:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1547030 bytes, checksum: b3571388a59694abf306db71c4d23ed2 (MD5) Previous issue date: 2015-07-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O Brasil passa atualmente por grande demanda energética, devido o surgimento de indústrias de grande porte para Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás, Minas Gerais, e estados do Nordeste, além da demanda do Estado de São Paulo, mais importante pólo industrial do País. Apesar de a matriz energética brasileira estar concentrada na geração de energia por hidrelétricas, muitas usinas termoelétricas estão sendo instaladas em todo o País, a fim de atender essas demandas energéticas crescentes. Contudo ainda há déficit de matéria prima para as termoelétricas, nesse contexto o sorgo biomassa entra como uma alternativa eficiente como fonte de energia através do vapor para industrialização ou cogeração de eletricidade. Outra vantagem do sorgo biomassa é o possível uso na produção de etanol de segunda geração ou etanol 2G, que vem ganhando espaço no setor dos biocombustíveis. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi estimar a capacidade combinatória de linhagens A e R de sorgo biomassa e estudar a expressão da heterose de híbridos de sorgo biomassa relativa a caracteres agronômicos e tecnológicos visando à cogeração de energia. O experimento foi conduzido em DBC, em Sete Lagoas e Nova Porteirinha, e foram avaliados 36 híbridos, resultantes do cruzamento dialélico parcial, seis linhagens R, seis linhagens A, e o híbrido comercial BRS716 como testemunha, totalizando 49 tratamentos. As características avaliadas foram: altura de plantas, massa de matéria verde (MMV), massa de matéria seca (MMS), porcentagem de massa seca (MS%), teor de fibra em detergente ácido (FDA), teor de fibra em detergente neutro (FDN), teor de lignina, teor de celulose e teor de hemicelulose. Foi realizado o desdobramento do efeito de linhagem/híbrido e da interação genótipos x ambiente de acordo com o dialelo parcial, a partir das médias fenotípicas. Para isso, adotou-se o modelo de Griffing (1965) adaptado a dialelos parciais para o cálculo da Heterose e o modelo proposto por Miranda Filho e Geraldi (1984), adaptado através do modelo de Gardner e Eberhart (1966), para o estudo da Capacidade de combinação em dialelos parciais envolvendo os genitores e F1 ́s. As análises estatísticas necessárias foram realizadas com auxílio do programa GENES (Cruz, 2013). Todas as características avaliadas neste trabalho apresentaram diferença significativa para tratamento nos dois locais e pela análise conjunta foi constatado presença de interação GxA em todos os caracteres, exceto para altura de plantas. Ainda constatou-se predomínio de efeito gênico não-aditivo para as características altura, MMV e MMS, e para as características MS%, FDA, FDN, lignina, celulose e hemicelulose houve predomínio de efeito não-aditivo em Sete Lagoas e efeito aditivo em Nova Porteirinha. Os efeitos de CGC, no geral, mostraram-se superiores nos progenitores do grupo II, evidenciando presença de maior variabilidade genética no mesmo. Pelo método de Griffing (1956) adaptado por Geraldi e Miranda Filho (1988) foram selecionados os híbridos H23 e H29 para a característica altura de plantas, H1 e H10 para MMV, H1 e H5 para MMS e H2 para teor de lignina. E pelo método de Gardner e Eberhart (1966) adaptado por Miranda Filho e Geraldi (1984), as combinações híbridas que mostraram superiores para Altura foram H2, H8, H10, H14, H20 e H28, e para MMV e MMS foram os híbridos H4, H8, H9, H10, H16, H22 e H34. Dessa forma, os híbridos H1, H5 e H10 foram os que apresentaram maior potencial para uso na cogeração de energia. / The Brazil is currently undergoing large energy demand due to large industries rise to Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás, Minas Gerais and Northeastern states, in addition to the demand of the State of São Paulo, the most important industrial center in the country. Although the Brazilian energy matrix is concentrated in power generation by hydroelectric, many thermoeletric plants are being installed across the country in order to meet these growing energy demands. However there is still deficit of raw materials for thermoelectric, in this context the sorghum biomass comes as an efficient alternative for energy generation through steam to industrialization or cogeneration of electricity. Another sorghum biomass advantage is the possible use in producing ethanol from second generation or 2G ethanol, which has been gaining ground in the sector of biofuels. The aim of this study was to estimate the combining ability of lines A and R of sorghum biomass and to study the expression of heterosis of sorghum biomass hybrids on agronomic and technological properties in order to cogeneration. The experiment was carried out in randomized blocks, in the cities Sete Lagoas and Nova Porteirinha, and were evaluated 36 hybrids resulting from partial diallel cross six strains R, six strains A, and the commercial hybrid BRS716 as a witness, totaling 49 treatments. The characteristics evaluated were: plant height, mass of green matter (MMG), dry matter (MMD), percentage of dry matter (DM%), acid detergent fiber (ADF), neutral detergent fiber (NDF), lignin, cellulose and hemicellulose. We performed the unfolding of the lineage effect / hydrid and genotype x environment according to the partial diallel, from the average phenotypic. For this, we adopted the model of Griffing (1965) adapted the partial diallels to calculate the heterosis and the model proposed by Miranda Filho and Geraldi (1984), adapted by Gardner and Eberhart model (1966), for the study combining capacity in diallels partial involving parents and F1's. The statistics analysis were performed using the GENES program (Cruz, 2013). All features evaluated in this study showed a significant difference to treatment in both locations and the joint analysis it was found the presence of GxE interaction for all characters, except for plant height. Also it was found a predominance of non-additive gene effect for MMV and MMS features, and the characteristic lignin content, no-additive effect of dominance in Sete Lagoas and additive effect in Nova Porteirinha. The CGC effects, overall, proved superior in group II parents, indicating the presence of greater genetic variability in the same. By the method of Griffing (1956) adapted by Geraldi and Miranda Filho (1988) the hybrid H23 and H29 were selected for the trait plant height, H1 and H10 for MMV, H1, H5 and H2 for MMS to lignin content. And the method of Gardner and Eberhart (1966) adapted by Miranda Filho and Geraldi (1984), the hybrids that showed higher for height were H2, H8, H10, H14, H20 and H28, and MMV and MMS were the H4 Hybrid , H8, H9, H10, H16, H22 and H34. Thus, the hybrid H1, H5 and H10 showed the greatest potential for use in energy cogeneration.

Orientador : Luiz Fernando Milanez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:54:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teixeira_MarcosAlexandre_D.pdf: 12254240 bytes, checksum: 054104fb51b1adaeb2c65c2bae99ac72 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo estimar o potencial de produção de excedentes de energia elétrica, produzido em regime de cogeração,junto ao setor de extração de óleo de Babaçu (Orbignya spp (Palmae)) no Brasil. Para cumprir com este objetivo, foi feito um levantamento da disponibilidade de biomassa associada ao agro-extrativismo desta palmácea. Neste levantamento foram considerados três diferentes cenários: correspondenteà atual produção de óleo, indicando para cada um dos 3 cenários analisados: 1.168 milhões de toneladas anuais de biomassa energética (endocarpo e mesocarpo) para o primeiro cenário, correspondenteà atual produção de óleo; segundo cenário, com um sistema de coleta otimizado elevando de 26 para 65% de frutos coletados, resultando em 2,922 milhões de toneladas de biomassa por ano (endocarpo e mesocarpo) e finalmente, uma análise do potencial de todo o território nacional considerando a aptidão de solo e clima, resultando em 7,414 milhões de toneladas de frutos por ano. Com parte dos trabalhos foram ensaiados os materiais componentes do fruto: epicarpo (casca), mesocarpo (farinha amilácia), endocarpo (parte lenhosa) e castanhas, para levantamento de diversas características fisicoenergéticas, tais como: poder calorífico, densidade, composição elementar, análise imediata, curvas termogravimétricas em atmosfera inerte e em regime de oxidação. Para análise do potencial de geração de energia elétrica, foi estudada a matriz energética de plantas de extração de óleo, considerando-se o uso de um ciclo de vapor com uso de turbina de extração-condensação,e geração do vapor em 3 diferentes níveis de pressão e temperatura. O potencial de geração de excedentes de energia elétrica encontrado varia em função do tipo de tecnologia usada, considerando-se a geração de vapor a 4,56 MPa e 420°C e turbina operando em regime de extração condensação em indústria de extração e refino, 6,2 MPa e 450°C para plantas com produtos associados, como sendo as melhores opções tecno-econômicas, o potencial de geração de energia elétrica seria da ordem de 104,6MW (primeiro cenário),podendo chegar à 262MW (segundo cenário), com potencial máximo para território nacional de 662MW (terceiro cenário) / Abstract: The objective of this work is to estimate the potential of the electric energy surplusproduced by cogeneration in the babassu (Orbignya spp (palmae)) oil extraction sector in Brazil. In order to accomplish this, the biomass availability associated to this palm tree was analyzed for 3 scenarios: 1.168 millions of tons per year of energetic biomass (endocarp and mesocarp) for the first scenario, corresponding to the present oil production situation; second scenario, with an optimized collecting system increasing ftom 26 to 65% of collected ftuits, resulting in 2.922 millions of tons per year of biomass (endocarp and mesocarp) and finally, an analysis of the potential over the whole nation territory considering soil and climate. As part of this work the matter constituting the ftuit was tested: epicarp (peel), mesocarp (starch flour), endocarp (wooden part) and kemel, in order to obtain the physical properties such as heating value, density, ultimate and proximate analysis, thermogravimetric curves in inert atmosphere and in oxidizing regime. To analyze the electric energy generation potential, the energetic matrix for oil extraction plant was studied consideringthe use of a vapor cycle with an xtraction-condensationturbine, and vapor generation in three different levels of pressure and temperature. The potential of electric energy surplus found varies as a function of the technology employed. Considering the vapor generation at 4.56 MPa and 420°C and turbine operating in regime of extraction-condensation in industry of extraction and treatment of crude babassu oil and 6.2 MPa and 450°C for more verticalized plants with associated products as the better options, the potential of electric energy generation would be ofthe order of 104.6MW for the first scenario, 262MWfor the second scenarioand 662MW for the third scenario / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Caio Glauco Sánchez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T18:09:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bobroff-Maluf_Aristides_D.pdf: 7073975 bytes, checksum: aab700c765075939bd627ac33e00588a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia para a avaliação termoeconômica da cogeração no setor sucroenergético, com geração na entressafra. São feitos balanços de massa, energia e exergia das plantas, usando o simulador Cycle-Tempo. Em seguida é elaborada uma folha de balanço de energia (FBE) para fornecer a energia elétrica consumida e a exportada pela planta. O fluxo de caixa indica a viabilidade econômica ou não da planta, e o estudo da sensibilidade mostra a variação do custo específico da bioenergia produzida, devido às incertezas. Os biocombustíveis empregados são: bagaço, palha e biogás de vinhaça. O trabalho também simulou cenários para a queima da palha da cana. Elementos como potássio, sódio e cloro encontrados em maior quantidade na palha quando comparada ao bagaço, têm causado problemas de incrustação (depósito), fuligem e corrosão nas caldeiras (baixo ponto de fusão das cinzas). A melhor solução, apresentada neste trabalho, é o tratamento da palha através da trituração, lixiviação e secagem, antes da queima nas caldeiras. Com este tratamento, a palha se torna semelhante ao bagaço, minimizando os efeitos nocivos da queima. Com a diminuição das queimadas nos canaviais, tem-se aumentado a quantidade de palha disponível na indústria. Esse biocombustível é usado para aumentar a exportação da energia elétrica excedente. Como conclusões mais importantes, durante a safra, é a utilização conjunta do bagaço, 50% da palha (triturada, lixiviada e seca) produzida no campo e o biogás produzido pela biodigestão anaeróbica da vinhaça. Na entressafra, utilizando os equipamentos que ficariam ociosos, é produzido energia elétrica para exportação. O melhor biocombustível para este período é o eucalipto. A análise exergética e a otimização exergoeconômica serviram para complementar o trabalho / Abstract: In this work a metodology is developped for the thermoeconomic assessment of the cogeneration in the sugar mills, with generation in the off-season. Mass, energy and exergy balance were elaborated, using the software Cycle-Tempo. After that an energy balance sheet (FBE) was elaborated to establish the exported and consumed electric energy by the plant. The cash flow indicates the economic feasibility or not of the plant, and the sensibility study shows the variation of the specific cost of the produced bioenergy, due to the incertainties. The biofuels used are: bagasse, straw and vinasse biogas. This work also simulated scenarios for the burning of cane-straw. Elements like potassium, sodium and chlorine found in great quantities in the straw when compared to the bagasse, has caused problems of slagging, fouling and corrosion in the boilers (low melting point of the ashes). The best solution, as shown in this work, is the treatment of the cane straw through trituration, leaching and drying, before burning the material in the boilers. With that treatment, the straw becomes similar to the bagasse, minimizing the harmful efects of the burning. With the decreasing of the burnings in the sugar-cane plantations, the quantity of straw available in the industry has grown. This biofuel could be used to increase the exportation of surplus electricity. As more important conclusions, during the season, it is the joint utilization of bagasse, 50% of straw (triturated, leached and dried) produced in the fields and of the biogas produced by the anaerobic biodigestion of the vinasse. During the off-season, using the facilities that would otherwise stay idle, electricity for exportation should be produced. The best biofuel for that period is the eucalyptus. The exergetic analysis and optimization were useful to complete this work / Doutorado / Engenharia Mecanica / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Joaquim Eugênio Abel Seabra / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:10:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_SimonePereira_D.pdf: 2853918 bytes, checksum: 359684964547128c19661403727835b1 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O elevado consumo de diesel nas etapas agrícolas e de transporte da cana-de-açúcar é uma das principais fontes de gases de efeito estufa e o principal responsável pelo uso de energia fóssil no ciclo de vida do etanol. Em 2013, o setor sucroenergético no Brasil foi responsável por cerca de 4% do consumo nacional de diesel. Diante desse cenário, alternativas a esse combustível fóssil tornam-se essenciais. Dentre elas está integrar a produção de biodiesel a uma usina de bioetanol. As principais vantagens técnicas dessa produção conjunta são a divisão de custos, a otimização no uso das instalações e dos maquinários e a disponibilidade interna de energia e insumos. Mas a sustentabilidade desses sistemas dependerá dos aspectos ambientais e econômicos (além dos sociais) envolvidos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o balanço de energia fóssil-renovável, a capacidade de mitigação de GEE e o desempenho econômico da integração do setor sucroenergético aos setores de biodiesel de soja (curto-prazo) e de algas (longo-prazo). Também foi avaliada, por meio de uma meta-análise, a opção de integração a médio-prazo com biodiesel de dendê. A principal premissa é substituir 100% do diesel consumido nas etapas agrícolas e de transporte da cana. Para os aspectos ambientais empregou-se a técnica de Avaliação do Ciclo de Vida. O desempenho econômico foi avaliado por meio de valor presente líquido aplicado a um fluxo de caixa incremental. Uma análise de percepção, que envolveu entrevistas com diferentes stakeholders, trouxe contribuições significativas na identificação das ameaças e oportunidades dos sistemas propostos. Os resultados indicaram que a substituição do diesel fóssil por biodiesel é capaz de melhorar o ciclo de vida do etanol, com melhores benefícios ambientais para as integrações cana-algas e cana-palma, sobretudo na redução de energia fóssil. No entanto, o sistema cana-soja é tecnicamente factível a curto prazo e, além disso, apresentou viabilidade econômica. Para o biodiesel de algas ainda há muitas incertezas e restrições tecnológicas, e os resultados indicaram inviabilidade econômica. Em curto-médio prazo, a palma parece ser a escolha mais interessante para integrar ao setor de cana-de-açúcar. Ainda que esses resultados, no geral, tenham sido positivos, estratégias políticas focadas na produção e uso local de biodiesel pelo setor sucroenergético são essenciais para reduzir as cargas ambientais relacionadas à produção do etanol, com contribuições adicionais à logística e ociosidade do setor de biodiesel / Abstract: The high diesel consumption to crop and transport sugarcane is one of the main sources of GHG and represents the largest share of fossil energy use in ethanol life-cycle. In 2013, the sugarcane sector in Brazil was responsible for around 4% of the national diesel consumption. Given this scenario, alternatives to the fossil fuel use are essential. Among them is the integration of biodiesel production with bioethanol plant. The main technical benefits of such joint production are the division of costs, the optimized use of the facilities and machineries and the local availability of energy and raw materials. But the sustainability of these systems will depend on the environmental and economic aspects (besides social) involved. Thus, this study aimed to assess the energy balance, the ability to mitigate GHG emissions and the economic performance of integrating the sugarcane sector into the soybean (short-term) and into the algae (long-term) biodiesel sectors. It was also assessed, through a meta-analysis, the medium-term option of integrating the sugarcane sector with a palm biodiesel plant. The main assumption is to replace 100% of the diesel consumed in the agricultural and transport stages of the sugarcane. Life Cycle Assessment technique was used to evaluate the environmental aspects. The economic performance was assessed through net present value applied to incremental cash flow. A perception analysis, which involved interviews with different stakeholders, made significant contributions in identifying threats and opportunities of the proposed systems. The results indicated that displacing fossil diesel with biodiesel may improve the ethanol life-cycle, with better environmental benefits to the cane-algae and cane-palm integrations, especially on reducing fossil energy. However, the cane-soybean system is technically possible in short term and, moreover, demonstrated economic feasibility. For algae biodiesel there are still many uncertainties and technological constraints, and the results indicate that it is economically unfeasible. In short to medium term, the palm seems to be the most promising choice to integrate with the sugarcane sector. Although the overall results have been positive, political strategies focused on production and local use of biodiesel by the sugarcane industry are essential to reduce the environmental burdens of ethanol production, with additional contributions to the logistics and idleness of the biodiesel sector / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutora em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Antonio Batocchio, Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T15:04:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cunha_LeonardoPassosda_M.pdf: 103899044 bytes, checksum: 5bb4276a2715897ba2b90ad7ce7e9214 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Nesta dissertação, procurou-se investigar, conceber e desenvolver um modelo de negócio para a integração da produção de um catalisador em um complexo de produção de biodiesel em território brasileiro. Esta integração permitiu uma produção mais enxuta e limpa, do ponto de vista ambiental. Dentro deste contexto, foi possível avaliar o impacto econômico de um caso real na sociedade brasileira. Para sua realização, foi necessário investigar e conhecer os possíveis modelos de negócio e tecnologias aplicáveis a este tipo de mercado, bem como as principais ferramentas mais aplicáveis de análise econômica. Durante esta investigação, fez-se necessário inicialmente realizar um estudo sobre o mercado de biodiesel brasileiro, seus modelos de negócio, sistemas de produção e aplicabilidades quanto a análise insumo-produto no estudo econômico de um caso real. Uma vez definido um modelo apropriado de produção para um caso real, elaborou-se uma análise experimental dos seus impactos na geração de empregos e na produção (Produto Interno Bruto - PIB) brasileira. Resultados adicionais mostraram a importância do mercado de biodiesel brasileiro e a relevância de um estudo econômico em projetos de engenharia e de negócios. Os principais resultados desta pesquisa apontam para a importância de futuros estudos econômicos em projetos de engenharia e negócios, tanto no mercado de biocombustíveis quanto em outros domínios de conhecimentos análogos / Abstract: In this master's thesis, it was investigated, designed, and developed a business model for production and integration of a catalyst in a complex of biodiesel production in Brazil. This integration allowed a leaner and cleaner production, regarding an environmental point of view. Within this context, it was possible to assess the economic impact of a real case in the Brazilian society. For its realization, it was necessary to investigate and understand possible business models and technologies applicable to this type of market as well as the main applicable tools of economic analysis. During this investigation, it was necessary to initially conduct a study on the Brazilian biodiesel market, their business models, production systems and applicability of the input-output analysis in the economic study of a real case. Once set an appropriate production model to a real case, it was elaborated an experimental analysis of the impacts on job creation and Brazilian production (Gross Domestic Product - GDP). Additional results show the importance of the Brazilian biodiesel market and the relevance of an economic study in engineering and business. The main results of this research point out to the importance of future economic studies in engineering and business, both in the biofuels market as well as in other fields of analogue knowledge / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Arnaldo César da Silva Walter / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-28T09:38:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Correia_BrunadeBarros_D.pdf: 1797468 bytes, checksum: 3f1e8ebe3d12e0b6dd330c7d3847bfd3 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As iniciativas de sustentabilidade para biocombustíveis são, sob a ótica jurídica, instrumentos de natureza comercial, previstas pelo TBT como barreiras técnicas ao comércio. O fundamento jurídico que impulsiona o surgimento dessas iniciativas está atrelado à necessidade de combate ao aquecimento global, visto que a redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE) é o principal benefício associado à produção e ao uso de biocombustíveis. No entanto, o que justifica a imposição das iniciativas de sustentabilidade para biocombustíveis é a necessidade de harmonia entre as três dimensões da sustentabilidade durante a produção de biocombustíveis. Entende-se, a partir desse conceito, que não basta aos biocombustíveis reduzir as emissões de GEE, uma vez que é ainda preciso que haja respeito, integração e avanços quanto a outros aspectos, sejam de caráter ambiental, social e econômico. Nesse contexto, as funções atribuídas às iniciativas de sustentabilidade para biocombustíveis vão além da questão climática e visam a orientar, verificar e certificar a sustentabilidade dos biocombustíveis, estabelecendo requisitos técnicos quanto à produção, ao comércio e ao consumo dos mesmos, com o intuito de fomentar a produção e o uso de alternativas energéticas sustentáveis. A presente tese tem o objetivo de examinar os desafios jurídicos que recaem sobre o desenvolvimento e sobre a aplicação das iniciativas de sustentabilidade para biocombustíveis. Observou-se que as peculiaridades quanto à natureza, ao fundamento, à justificativa e às funções das iniciativas de sustentabilidade para biocombustíveis revelam os principais desafios jurídicos que devem ser vencidos para o adequado desenvolvimento e aplicação desses instrumentos, particularmente no que concerne à conexão e à cooperação entre diferentes campos normativos e entre diferentes atores da sociedade internacional / Abstract: Sustainability initiatives for biofuels are instruments of international trade, provided by the rules of World Trade Organization, as technical barriers to trade. The imposition of these technical barriers is grounded by the need to combat global warming. In this sense, it is clear that the development and application of sustainability initiatives for biofuels represents a scenario where two different regulatory fields coexist and, at the same time, conflict to each other. This happens whenever a single legal instrument, as a technical barrier, which is provided by the rules of international trade, addresses issues that are grounded and motivated by other international legislations, such as climate regime. However, what justifies the imposition of sustainability initiatives for biofuels is the need for harmony between the three dimensions of sustainability in the production of biofuels. This scenario helps biofuels to transcend the intersection between international trade and climate regime and portray cooperation among all aspects involving sustainability. In this sense, the functions assigned to these initiatives are to guide, to verify and to certify sustainability of biofuels, through the establishment of technical requirements to the production and consumption of biofuels. The principles, criteria and indicators imposed by sustainability initiatives shall regulate the sustainability on biofuels production through the harmony between three spheres: social equity, economic efficiency, and environmental precaution. The present thesis aims to evaluate the legal constrains that relapse over the deployment and application of sustainability initiatives for biofuels. It was noted that the peculiarities due to the nature, foundation, reasons and functions of sustainability initiatives for biofuels reveal the main legal challenges that must be overcome to the proper development and application of these instruments, particularly regarding the connection and cooperation between different regulatory fields and among different actors of international law / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutora em Planejamento de Sistemas Energéticos / 141136/2011-1 / CNPQ

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paulo_roberto_cisneiros_vieira.pdf: 1385113 bytes, checksum: 5df9b29403c46e00968847cd590bf4cc (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / The major concern with the environment, linked to economic growth, becoming more competitive in the world's energy challenge. It is in this view that the choice of investment for biodiesel production should meet the financial aspects of the operation, ensure the profitability of the investment, as well as the applicants environmental and ecological aspects of the decision to implement the chosen design. In this work a methodology for economic analysis and comparison between different processes of biodiesel needed in choosing an investment oriented benefits to the environment has been developed. Although methods for analyzing investments are actually valid, these have been left alone for much of the business community, especially small and medium enterprises. First, because the introduction of these methods in the curricula of faculties is a relatively recent development. Second, because in many cases, entrepreneurs use and sometimes misuse of intuition and experience when making decisions on the application of capital. We used two financial data from two different processes, involving the production of biodiesel using castor oil and waste frying oil as basic inputs. The proposed method performs complex calculations involving optimization of financial conditions, which become simple when using a spreadsheet. Developed a method of combining simultaneous analysis techniques net present value (NPV) and internal rate of return (IRR), the practicality of using Solver tool available in Excel® spreadsheet. It also presents essential features to attract the vast majority of small and medium entrepreneurs due to the mathematical complexity of little use and availability in most enterprise installations. / A grande preocupação com o meio ambiente, atrelada ao crescimento econômico, torna cada vez mais competitivo o desafio energético no mundo. É neste panorama que a escolha do investimento para produção de biodiesel deve atender aos aspectos financeiros da operação, assegurar a rentabilidade do investimento realizado, assim como, os aspectos ambientais e ecológicos recorrentes a decisão de implantação do projeto escolhido. No presente trabalho foi desenvolvida uma metodologia para análise e comparação econômica entre diferentes processos produtivos de biodiesel, necessárias na escolha de um investimento voltado para benefícios ao meio ambiente. Embora os métodos para a análise de investimentos sejam realmente válidos, esses têm sido deixados de lado por grande parte da comunidade dos negócios, principalmente nas pequenas e médias empresas. Primeiro, porque a introdução desses métodos nos currículos das faculdades é um desenvolvimento relativamente recente. Segundo, porque em muitos casos, os empresários usam e, às vezes, abusam da intuição e da experiência na tomada de decisões sobre a aplicação do capital. Foram utilizados dois projetos de dois diferentes processos produtivos, envolvendo a produção de biodiesel através de óleo de mamona e de óleo residual de frituras como insumos básicos. A metodologia proposta realizou cálculos complexos, envolvendo otimização de condições financeiras, que se tornaram simples quando se utilizou uma planilha eletrônica. Desenvolveu-se um método de análise conjugando técnicas simultâneas de valor presente líquido (VPL) e de taxa interna de retorno (TIR), utilizando a praticidade da ferramenta Solver, disponível na planilha eletrônica Excel®. A planilha utilizada proporcionou características indispensáveis para atrair a grande maioria de pequenos e médios empresários em razão da pouca complexidade matemática de uso e disponibilidade na maioria das instalações empresariais.