As emissões anuais de dióxido de Carbono (CO2), considerado o gás efeito estufa mais importante (GEE), aumentaram em torno de 80% entre 1970 e 2004. Esse aumento ocorre, principalmente, devido ao uso de combustíveis de origem fóssil e as atividades agrícolas tal como mudança no uso da terra. Dentre os sistemas agrícolas as práticas de manejo adotadas constituem importantes ferramentas na mitigação da emissão dos GEE para atmosfera. Os solos agrícolas podem funcionar como fonte ou reservatório de GEE. A emissão de CO2 do solo é considerada a segunda maior componente do ciclo global do carbono sendo por tanto relevante nas variações climáticas. O cultivo do solo por métodos tradicionais que englobam aração e gradagem assim como outros métodos de preparo podem influenciar sobre as emissões de CO2, acelerando a mineralizacão do carbono orgânico do solo. O presente trabalho teve como objetivo quantificar as emissões de CO2 derivadas de diferentes sistemas de preparo do solo utilizados na cana-de-açúcar, assim como avaliar a contribuição da incorporação da palhada na emissão de CO2. A pesquisa foi desenvolvida em área de plantio pertencente à Usina Iracema (Município de Iracemápolis-SP). O solo é um Latossolo vermelho escuro, a colheita da cana-de-açúcar é realizada sem queima da palhada. Os sistemas de preparo avaliados foram: Preparo convencional (PC); preparo mínimo (PM); preparo Usina Iracema (PU). Adicionalmente, avaliou-se uma parcela sem qualquer alteração a qual foi utilizada como tratamento controle (TC). Os resultados indicaram interação significativa (p<0,001) entre preparo, palha e tempo após o preparo, sugerindo que o tempo após preparo é importante quando é avaliado o efeito do preparo sobre a emissão de CO2. Incrementos no fluxo de CO2 foram observados nos dias em que ocorreram operações de preparo e em que se apresentaram eventos chuvosos na área. A emissão acumulada ao longo do período de avaliação nos sistemas de preparo com palha foram maiores no PC, na ordem de 881,6 g m-2 de CO2, valor 34% superior ao encontrado no PU (583,2 g m-2 ) e 39% acima do PM (537 g m-2). Entretanto, quando a palha foi retirada observou-se que a emissão em PC foi superior (p<0,05) da encontrada no sistema PM e TC, mas não diferiu da observada no PU. Ao comparar a emissão acumulada encontrada no PC com o valor do TC encontrou-se que 238 g m-2 de CO2 foram emitidas a atmosfera devido às operações de preparo executadas; quantidade equivalente a 649 kg ha-1 de C-CO2 ou 0,68% do C do solo estocado em uma profundidade de 30 cm. O sistema PU emitiu 133,7 g m-2 de CO2 (364,6 kg ha-1 de C-CO2 ou 0,38% do estoque de C na camada 0- 30 cm). A incorporação da palha no PC gerou incremento na emissão de CO2 de 162 g m2, valor equivalente a 441,8 kg ha-1 de C-CO2 o 7,8% do total de C associado a resíduos da cana-de-açúcar. / The annual emissions of carbon dioxide (CO2), considered the greenhouse gas (GHG) more important, increased around 80% between 1970 and 2004. This increment mainly due to the use of fossil fuels, and agriculture as emissions from land use change. Land use management is an important tool to GHG emissions decrease. Agricultural soils can be a source or reservoir of greenhouse gases balance. The CO2 emission from the soil is considered the second largest component of the global carbon cycle by being relevant in climate variations. Traditional soil tillage and other land use management may influence on CO2 emissions, since it accelerates the mineralization of soil organic carbon. This study aimed to quantify the CO2 from different tillage systems used in cane sugar and, to evaluate the influence of the trash soil incorporation in the CO2 emission processes. The study was conducted at Iracema sugarcane mill area (Municipality of Iracemápolis-SP). The soil was an Oxisol; and the harvesting was mechanized, sugarcane unburned field. The tillage systems evaluated were: conventional tillage (CT), minimum tillage (MT); Iracema tillage (IT.) Additionally, it was evaluated a area without disturbance in which was left as control (NT). The results indicate significant interaction (p <0.001) between tillage, trash and time after tillage, it is suggesting that the time after preparation is important when we evaluate the effect of tillage on CO2 emissions. Increases in the CO2 flux were observed when it was done tillage operations and rainfall events. The accumulated CO2 emission across the study period in the tillage system with trash on soil were higher in CT, in order of 881.6 g m2 of CO2, 34% higher than the value found in the IT (583.2 g m-2) and 39% higher than found in PM (537 g m-2). However, when the trash were removed it was observed that the issuance of CT was higher (p <0.05) found in the MT system and NT, but differed from that observed in the IT. By comparing the accumulated emission found in the CT with the value of NT it was found that 238 g m-2 were issued to the atmosphere from the tillage operations performed; amount equivalent to 649 kg ha-1 C-CO2 or 0,68% C stock in soil to a depth of 30 cm. The IT system caused CO2 emission of 133.7 g m-2 (364.6 kg ha-1 C-CO2 or 0.38% of C stock in the layer 0-30 cm). The incorporation of trash in the CT generated increase in CO2 emissions of 162 g m-2, equivalent to 441.8 kg ha-1 C-CO2 or 7.8% of the total C associated with trash from sugar cane.

O meloeiro rendilhado (Cucumis melo L. var reticulatus Naud.), por apresentar alto valor comercial, tem sido uma opção de plantio para os produtores de hortaliças. Com o objetivo de avaliar as extrações de nutrientes desse meloeiro cultivado em ambiente protegido, em função de doses de potássio e da utilização de dióxido de carbono (CO2) na água de irrigação, (água carbonatada), realizou-se este trabalho no período de setembro a dezembro de 2001 no Departamento de Engenharia Rural da USP/ESALQ, em Piracicaba, Brasil, à latitude de 22º 42’ 30" S, longitude de 47º 30’ 00" W e altitude de 580m. Para isso, foram utilizadas duas estufas, nas quais foram aplicadas quatro doses de potássio (50, 150, 300 e 600 kg ha -1 de K2O) via sistema de irrigação por gotejamento. Em uma das estufas foi aplicado 301,8 kg ha -1 de CO2 via água de irrigação, porém de forma separada da aplicação de potássio. A outra estufa foi mantida no nível atmosférico de CO2 (condição natural). O delineamento experimental utilizado foi blocos casualizados com quatro repetições. Para obtenção da extração dos nutrientes ao longo dos estádios fenológicos, as plantas foram coletadas no dia do transplantio (muda), no desenvolvimento vegetativo, no início do florescimento, no início e meio da frutificação e no período de colheita. Verificou-se que a dose de 300 kg ha -1 de K2O foi a que proporcionou maior produção de frutos, maior peso médio e comprimento médio dos frutos. A aplicação de CO2 via água de irrigação proporcionou aumento da ordem de 11% na produção total de frutos, 20% na produção comercial e 23% no número de frutos comerciais. A extração de nutrientes acumulados na parte aérea teve maior incremento entre o início do florescimento e o início da frutificação, independente dos tratamentos. A ordem de extração dos macronutrientes acumulados na parte aérea foi: potássio > nitrogênio > cálcio > magnésio > enxofre > fósforo. A aplicação de CO2 aumentou a extração de zinco, e diminuiu a extração de potássio e magnésio. Para os micronutrientes, a ordem da extração acumulada na parte aérea em ambos os sistemas utilizados foi: ferro > manganês > zinco > cobre ~ boro. As doses de potássio aumentaram a extração desse nutriente acumulado na parte aérea da planta na colheita, e não influenciaram os demais nutrientes. / For presenting more commercial value, the net melon (Cucumis melo L. var reticulatus Naud.) has been an option of greenhouse planting for the horticulturists. Aiming to evaluate the nutrients extractions from this melon cultivated in greenhouse in function of potassium rates and by the use of carbon dioxide (CO2) in the water irrigation (carbonated water), this work was carried out from September to December 2001, in the experimental area at Agricultural Engineering Department of USP/ESALQ in Piracicaba, Brazil at 22º 42’ 30" S latitude and 47º 30’ 00’ W longitude and 580m of altitude. Two greenhouses were then used in which were apllied four rates of potassium (50, 150, 300 and 600 kg ha -1 of K2O) via drip irrigation system. In one of the greenhouse was apllied 301.8 kg ha -1 of CO2 injected through water irrigation in a separate way from de potassium injection. The other greenhouse was kept in the atmospheric level of CO2 (natural condition). The experiment was conducted in fully randomized blocks, with four replications. To obtain the nutrients extraction through the stages of plant development, the plants were collected in the transplant day (seedling), in the vegetative stage, in the beginning of the flowering stage, in the beginning and in the middle of fruit production and in the harvest period. It was verified that the rate of 300 kg ha -1 of K2O was better to fruits production, to the medium weight and medium height of the fruits. The CO2 injection in the water irrigation increased 11% the total yield 20% of commercial yield and 23% the number of commercial fruits. The greatest increase of nutrient extraction happened between the beginning of the flowering and the beginning of the fruit production being independent of the treatments. The order of macronutrients accumulated in aerial part was: potassium > nitrogen > calcium > magnesium > sulphur > phosphorus. The CO2 injection in the water irrigation increased the zinc extraction and reduced the potassium and magnesium extraction. For the micronutrients in both used systems the order of extraction obtained was: iron > manganese > zinc > copper ~ boron. The potassium rates increased the extraction on this nutrient accumulated in the aerial part of the plant in the harvest and did not influence the other nutrients.

The primary aim of this thesis is to propose a method to develop the process synthesis and optimization of the production of syngas and ammonia, as well as other byproducts such as marketable CO2, in synthetic nitrogen fertilizers (SNF) complexes. The baseline analysis relies on a typical 1000 t/day ammonia production plant composed of syngas production, purification (CO2 capture) and compression systems, along with an industrial ammonia synthesis unit. Initially, exergy and exergoeconomy analyses are used to identify the most important sources of energy consumption and irreversibility associated to the operation units of the integrated plant. From these results, a variety of alternatives for the improvement of the performance at the plantwide and component level are thoroughly examined along the different chapters. Due to the large amount of possible configurations and interrelations, the optimization process may become a formidable engineering task to be solved by using merely trial and error approaches. Accordingly, a systematic approach, based on the combination of heuristics, thermodynamic principles and mathematical programming is used to identify, evaluate, and determine the best configurations in terms of exergy consumption, degree of energy integration, process irreversibility, atmospheric CO2 emissions and operating costs. In this way, the process synthesis and optimization include not only the modification of the main process parameters but also the arrangement of the chemical plant components, suitably integrated to the waste heat recovery and cogeneration systems. Several aspects concerning: (i) the choice of the syngas purification system, (ii) the nature of the energy resources consumed, (iii) the exploitation of the thermodynamic potential at higher temperatures, (iv) the increase of the pre-combustion carbon capture by introducing chemically recuperated concepts, (v) the gradual variation of operating conditions by applying Le Châtelier and Counteraction principles, as well as (vi) the environmental benefits of using alternative energy sources to decarbonize the SNF sector are analyzed in the light of the reduced room of improvement found in modern conventional ammonia production facilities. The results show significant potentials for decreasing the exergy intensity and environmental impact of those facilities. This allows issuing relevant recommendations for revamping the existing plants or embracing new approaches that attempt to minimize the economic costs, the process inefficiencies and mitigate the environmental impact produced. An efficiency increase of about 8-10% can be achieved by using more efficient combined cycle cogeneration systems with an affordable marginal investment cost. Alternative configurations with enhanced pre-combustion carbon capture, using either a CRGT system or upgraded biomass residues, may help cutting down the overall CO2 emissions in the syngas production in 20-28% or even promoting the decarbonization of the SNF sector at net rates of atmospheric CO2 depletion close to -2.3 tCO2/tNH3, respectively. The reduction of the process irreversibility has been also reduced by 10-13% in an industrial ammonia synthesis unit through the application of dual pressure systems and the introduction of a purge gas treatment process. / Sem resumo

O trabalho visa o estudo do processo de dessorção química de CO2 em solução aquosa da mistura das aminas 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP) e piperazina (PZ) carbonatadas. Uma simulação em Aspen Hysys® foi realizada de forma a avaliar o processo de captura de CO2, sendo possível reduzir as emissões de CO2 em 79 % em comparação a um mesmo sistema de queima de butano produzindo a mesma quantidade de energia. O processo de dessorção foi realizado em uma coluna de parede molhada com promotor de película de 49 cm de comprimento e 2,2 cm de diâmetro. O processo foi monitorado de forma online por meio da técnica de espectroscopia de infravermelho integrada com a calibração multivariada, que permitiu a quantificação de AMP e PZ livres, CO2 em todas suas formas químicas, mono e dicarbamato de PZ, e bicarbonato. Os ensaios de dessorção foram realizados a pressão atmosférica (0,93 atm) e nas temperaturas de 50, 60 e 70 °C, com vazão de líquido de 3,478 mL.s-1. A vazão de ar seco variou entre os experimentos de 87,5 a 120 mL.s-1. Para cada temperatura estudaram-se quatro soluções aquosas de AMP e PZ, com as seguintes concentrações %m/m de AMP/%m/m PZ: 30/0, 25/5, 20/10 e 0/15. O coeficiente individual de transporte de massa na fase líquida apresentou influência das concentrações de PZ na mistura com AMP, sendo maior quanto maior a concentração de PZ, porém para a PZ pura apresentou o menor valor. Este coeficiente decresce com o aumento do loading (?) de CO2 no líquido (mol de CO2 por mol de amina na solução inicial). A temperatura não apresentou uma influência significativa nos valores do coeficiente individual da fase líquida. O coeficiente de transferência de massa do filme líquido está na faixa de 3,12×10-10 a 1,32×10-5 mol.Pa-1.m-2.s-1, para loadings (?) de CO2 no líquido variando de 0,18 to 0,9 e soluções de AMP (0 - 30 %m/m) e de PZ (0 - 15 %m/m). / The work aims to study the chemical desorption process of CO2 in an aqueous solution of 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) and piperazine (PZ) carbonated blend. An Aspen Hysys® simulation was carried out to evaluate the CO2 capture process, which allowed to reduce CO2 emissions by 78.9 % for the same butane combustion process producing the same energy. The desorption process was performed on a wet wall column with 49 cm long and 2.2 cm diameter film promoter. The process was online monitored by infrared spectroscopy integrated with a multivariate calibration, which allowed the quantification of free AMP and PZ, CO2 in its all chemical forms, PZ mono- and dicarbamate, and bicarbonate. The desorption tests were performed at atmospheric pressure (0.93 atm) and at temperatures of 50, 60 and 70 ° C, with a liquid flow rate of 3.478 mL.s-1. The dry air flow varied between the experiments from 87.5 to 120 mL.s-1. For each temperature, four aqueous solutions of different concentrations of AMP and PZ were evaluated, with %w/w de AMP/%w/w PZ: 30/0, 25/5, 20/10 and 0/15. The individual transport coefficient in the liquid phase was influenced by the concentration of PZ in the mixture with AMP, the higher the PZ concentration, the higher the PZ concentration. This coefficient decreases with increasing loading (?) of non-liquid CO2 (mole of CO2 per mole of amine in the initial solution). A temperature did not show a significant influence on the values of the individual coefficient of the liquid phase. The liquid film mass transfer coefficient encountered were in the range of 3.12×10-10 to 1.32×10-5 mol.Pa-1.m-2.s-1, for loadings varying from 0.18 to 0.9 and solutions of AMP (0 - 30 wt%) and of PZ (0 - 15 wt%).

Nesta dissertação, estuda-se a reação de carboxilação de metano com CO2 para a produção de ácidos e acetatos. Esses dois gases contribuem para a intensificação do efeito estufa, relacionado aos problemas ambientais enfrentados atualmente. Dessa forma, o aproveitamento dessas fontes para a produção de compostos de alto valor agregado é de grande interesse. Para isso, um catalisador com óxido de zinco suportado em grafeno foi sintetizado e caracterizado a partir de diferentes técnicas, com o objetivo de se avaliar as propriedades morfológicas, texturais e estruturais do catalisador, bem como a sua estabilidade térmica e redutibilidade. O desempenho do catalisador foi avaliado na reação de metano com CO2 e O2 em testes de reação superficial com temperatura programada, com a formação de gases como CO, H2 e H2O, e em testes a partir da técnica de Espectroscopia no Infravermelho, com o estudo da interação dos gases metano e CO2 com o catalisador, assim como dos mecanismos que levam à formação dos gases observados e das evidências que indicam o processo de formação de ácido ou acetatos na superfície do catalisador. / The present study is dedicated to the carboxilation reaction of methane with CO2 for acid and acetates production. These two gases contribute to the intensification of the greenhouse effect, related to the environmental problems currently faced. Thus, the use of these sources for the production of compounds with high added value is of large interest. In this study, a zinc oxide catalyst supported on graphene was synthesized and characterized using different techniques, with the objective of evaluating the morphological, textural and structural properties of the catalyst, as well as its thermal stability and reducibility. The catalyst performance was evaluated in the reaction of methane with CO2 and O2 in tests of the surface reaction at programmed temperature, with the formation of gases such as CO, H2 and H2O, and in tests using Infrared Spectroscopy technique, for the study of the interaction of methane and CO2 with the catalyst, as well as for studying the mechanisms that lead to the formation of the gases observed, and the evidence that indicates the process of formation of acids or acetates on the catalyst surface.

As emissões globais de dióxido de carbono cresceram em mais de 100% desde 1971 (IEA, 2013), sendo que o aumento foi mais acentuado no período entre 2000 e 2010 (IPCC, 2014). O Brasil ocupa o 13º lugar no ranking mundial dos principais países emissores de gases de efeito estufa (IEA, 2012) e, portanto, é indispensável que alternativas de redução das emissões nacionais sejam estudadas, entre elas, a adoção de modos de transporte mais sustentáveis. Apesar do modo ferroviário ser energeticamente mais eficiente que o rodoviário (ICF CONSULTING, 2009), a extensão da malha ferroviária brasileira é reduzida, sendo necessário associar o transporte ferroviário a etapas de coleta e distribuição da carga por rodovia, o que pode significar maiores gastos energéticos. Em vista disso, este trabalho teve por objetivo propor uma metodologia para estimativa da redução de emissões de dióxido de carbono por meio do transporte intermodal em comparação ao exclusivamente rodoviário. O modelo de emissões desenvolvido é versátil para aplicação em múltiplas situações, não restringindo a região brasileira de estudo e a carga ferroviária. Basicamente, é necessário conhecer o percurso utilizado, bem como o consumo de combustível em litros/tku por trecho ferroviário, além do fator de consumo de combustível médio na rodovia. A metodologia foi aplicada especificamente ao transporte de soja brasileira para exportação. O problema foi abordado em escala nacional, sendo que as origens da carga foram detalhadas por município e as distâncias rodoviárias foram calculadas com a ferramenta Google Maps. Para cada município produtor de soja foram estimadas as emissões associadas às duas alternativas de transporte, sendo a visualização dos resultados realizada por meio de heat map, elaborado em função do potencial de economia de emissões (%) de cada município. Com base nesse mapa, foram apontadas as regiões geográficas do país, onde o transporte intermodal apresenta maiores ganhos ambientais. Por fim, os resultados foram confrontados com o mapa de economias obtido por CRAIG et al. (2012) para os Estados Unidos, sendo o impacto da distância ao terminal de embarque e da distância total da rota na economia de emissões analisado. / Global carbon dioxide emissions have more than doubled since 1971 (IEA, 2013), increasing at a higher rate between 2000 and 2010 (IPCC, 2014). Brazil occupies the 13th position in the ranking of the worlds largest greenhouse gases emitters (IEA, 2012) and, therefore, it is essential to consider alternatives regarding emissions reduction at national level, including sustainable transport systems. Although rail is more fuel efficient than truck (ICF CONSULTING, 2009), the Brazilian rail network is concentrated in a few regions, requiring association of the rail transport to pre- and post-haulage by road, that might lead to higher energy consumption. Thus, this research aimed to develop a methodology to estimate the potential reduction of carbon dioxide emissions due to intermodal transportation when compared to trucking. The emissions model is versatile in terms of possible applications, since it is not restricted to a specific Brazilian region or any good type transported. Basically, it is necessary to know the general route, the fuel consumption in liter/tku for each rail stretch and the average fuel consumption factor of the truck. This method was applied specifically to the Brazilian soybean exportations. The approach of the problem was at the national level and the origins of the cargo corresponded to all the soybean producing towns. Furthermore, road distances were calculated using the Google Maps tool. For each town, emissions were estimated considering both transportation alternatives: intermodal and trucking. Then, the results were presented in a heat map, elaborated in function of the potential carbon savings (%) for each town. Based on this map, the regions where the intermodal route means environmental gains were indicated. Finally, the results were compared to the American carbon savings map created by CRAIG et al. (2012), addressing the impact of terminal distance and total distance travelled on emissions savings.

A Amazônia armazena em sua floresta na ordem de 95 a 120 PgC de biomassa viva e mais 160 PgC no solo, que podem ser rapidamente liberados para a atmosfera por meio da queima de biomassa e, também, pela mudança do uso da terra. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de elucidar a contribuição da Bacia Amazônica nas emissões de carbono no ano de 2010. A quantificação do CO2 foi realizada por meio da coleta do ar atmosférico utilizando aviões de pequeno porte que descreveram um perfil vertical em quatro locais, estrategicamente posicionado na Bacia Amazônica, e utilizando sistemas semiautomáticos de coleta de ar em 17 ou 12 altitudes diferentes. O Fluxo de emissão/absorção foi calculado pelo método de integração de coluna, que consiste na determinação da concentração de CO2 no perfil vertical, subtraído da concentração de entrada no continente, levando-se em conta o tempo que a massa de ar despende entre a costa e o local de amostragem. Para a determinação da concentração de entrada, foram utilizadas as concentrações medidas pela NOAA nas Ilhas de Ascencion e Barbados e, como traçador de massas de ar, o SF6. Foi encontrado um caráter emissor da Amazônia em território brasileiro para o ano de 2010, em torno de 0,41 PgC, considerando a média ponderada das quatro regiões estudadas, sendo a queima de biomassa a principal responsável. Para a determinação da emissão proveniente da queima de biomassa foi utilizado o CO, como traçador, e a razão CO:CO2. Apesar de possuir um perfil emissor neste ano anormalmente seco, foi possível observar um caráter sumidor de carbono. / The Amazon forest contains on the order of 95-120 PgC in living biomass and additional 160 PgC in soils, which can be quickly released into the atmosphere through the biomass burning and also by the land use change. This study was developed with the aim to elucidate the contribution of the Amazon Basin in carbon emissions. The quantification of CO2 was performed by collecting atmospheric air using small airplanes that described a vertical profile at four locations strategically positioned in the Amazon and using semi-automatic sampling systems in 17 or 12 different heights. The emission / absorption flux was calculated by column integration method, which consists in determining the vertical profile concentration, subtracted from the background concentration, taking into account the time that the air mass spends between coast and sampling site. To determine the background concentration, were used the concentrations measured by NOAA at the Ascencion and Barbados islands and, as an air mass tracer, the SF6. Was found a emission behavior at the Amazon in Brazil for the year 2010, around 0.41 PgC considering the weighted average of the four regions studied, being the biomass burning mainly responsible. To determine the biomass burning emission, was used the CO as a tracer and, the CO:CO2 ratio. Despite having an emitter profile at this abnormally dry year, it was possible to observe it behavior of carbon sink.

Os grandes campos de petróleo offshore recentemente descobertos na camada pré-sal, localizada no sudeste do Brasil, representam um avanço significativo da participação brasileira nas reservas mundiais de hidrocarbonetos, que ainda são a principal matriz energética mundial. Nesse cenário, torna-se importante o desenvolvimento da produção desses campos. Um dos principais desafios tecnológicos da exploração desses campos é o processamento do gás natural associado, que possui altos teores de dióxido de carbono CO2. Esse contaminante deve ser separado para possibilitar a injeção no reservatório e/ou o escoamento desse gás através de dutos submarinos, dadas as restrições na legislação ambiental. Nas plantas de processamento instaladas no convés de grandes embarcações, são previstas instalações para a separação do CO2 e a remoção de umidade do gás a fim de evitar a formação de hidratos e a corrosão acentuada das linhas de escoamento, pois tanto a injeção quanto a exportação do gás são realizadas em condições de pressão e temperaturas extremas. Nesse contexto, o conhecimento acurado das condições em que se forma uma fase aquosa líquida é importante para garantir a viabilidade técnica e de segurança dessas operações. Considerando a relevância do assunto e as limitações da literatura para os cenários enfrentados no pré-sal brasileiro, esse trabalho tem o objetivo de fazer um estudo abrangente do equilíbrio de fases em sistemas contendo hidrocarbonetos em fase gasosa com altos teores de CO2 e traços de água, visando à obtenção de modelo para cálculo do ponto de orvalho da água. O uso de modelos rigorosos baseado na teoria dos fluidos associativos (PC-SAFT) mostrou-se adequado para o cálculo das condições de saturação em amplas faixas de pressão e temperatura. Com base em dados experimentais publicados foi possível fazer um ajuste preciso dos parâmetros de interação binária da equação de estado PC-SAFT. Como resultado, obteve-se um modelo capaz de descrever o comportamento de fases em misturas de hidrocarbonetos com composição próxima das encontradas no pré-sal brasileiro. / The giant offshore petroleum fields recently discovered in the pre-salt layer on the southeast of Brazil represent a significant increment in the Brazilian share of the global hydrocarbon reserves, which is still the most important energetic matrix. In this scenario, the development of production for these petroleum fields becomes important. One of the main technological challenges posed by these fields is the processing of the associated gas, which contains high amounts of carbon dioxide (CO2). Due to environmental laws, this contaminant must be separated to allow the injection back into the reservoir and/or the gas flow through subsea pipelines. The gas processing plants installed on large vessels comprise facilities that remove CO2 and moisture from natural gas, to prevent hydrate formation and severe corrosion throughout the pipelines, as both gas injection and gas exportation are performed in extreme pressure and temperature conditions. Thus, the accurate knowledge of conditions in which aqueous liquid phases are formed is important to ensure the technical viability and operational safety of these operations. Considering the relevance of this subject and the limitations of published works for the Brazilian pre-salt scenario, this work presents a comprehensive study on the phase equilibrium in systems with hydrocarbons in gas phase with high content of CO2 and traces of water, aiming at developing a model to calculate the dew point of water. The use of a rigorous method based on the associating fluid theory (PCSAFT) has shown to be appropriate to calculate the saturation condition for a large range of pressure and temperature. Based on the experimental data published, the fitting of the binary interaction parameter from the PC-SAFT equation of state was carried out. The resulting model was able to describe the phase behavior of hydrocarbon mixture with composition similar to those found in the Brazilian pre-salt.

En esta tesis doctoral se han estudiado las diferentes opciones que presenta la síntesis electroquímica como vía de aprovechamiento del CO2, gas que contribuye en gran medida al efecto invernadero. 1. La reducción electroquímica de CO2 empleando electrodos de difusión de gas, que permite la obtención de gas de síntesis en proporciones H 2/CO controladas. 2. Distintas reacciones de carboxilación electroquímica, muy útiles para la obtención de compuestos orgánicos que contengan grupos carboxílicos. Estas reacciones se han llevado a cabo empleando como sustrato halopiridinas, iminas cíclicas y acetonitrilo. Además, en algunos casos se han aprovechado las propiedades electrocatalíticas de los electrodos de plata para mejorar el rendimiento del producto carboxilado. 3. La reducción electroquímica de ácidos carboxílicos derivados de isoquinolina y quinolina, que en función de las condiciones pueden dar lugar a un proceso o bien de descarboxilación reductiva o bien de hidroxilación electroquímica. / It has been studied in this thesis the different options that the electrochemical synthesis provides as a way to use the CO2, gas that mainly contributes to the greenhouse effect. 1. The electrochemical reduction of CO2 using gas diffusion electrodes, which allows the production of syngas in a controllable H 2/CO ratio. 2. Different electrochemical carboxylation reactions, very useful for the production of organic compounds that contain carboxylic groups. Theses reactions have been carried out using halopyridines, cyclic imines and acetonitrile as substrates. Besides, the electrocatalytic properties of silver electrodes have been used in some cases to improve the carboxylated product yield. 3. The electrochemical reduction of isoquinoline and quinoline carboxylic acid derivatives, which can produce either a reductive decarboxylation reaction or a electrochemical hydroxylation reaction depending on the experimental conditions.

De acordo com compêndios farmacêuticos, o teste de esterilidade, requer período de incubação de 14 dias para obtenção de resultado analítico, período em que produto farmacêutico é mantido em quarentena, o que demanda custos elevados. Os métodos alternativos com aplicação na avaliação da esterilidade são particularmente interessantes, quando possibilitam a redução do período de incubação do teste, o período de quarentena e, em consequência, os custos envolvidos, além de reduzir o tempo para preparação do material requerido, para execução do ensaio e para a capacitação técnica. O presente estudo avaliou o desempenho do método microbiológico rápido BacT/Alert 3D (Biomerieux&#174;) aplicado ao teste de esterilidade em comparação ao teste de esterilidade por método indireto descrito nas farmacopeias (brasileira, americana, européia e japonesa). O Bact/Alert 3D se baseia na detecção do crescimento microbiano, que é feita por meio de detecção de alteração da cor de um sensor sensível à liberação de dióxido de carbono produzido por metabolismo microbiano. Os testes utilizaram três diferentes soluções parenterais de grande volume: solução salina 0,9%, concentrado polieletrolítico para diálise e solução de metronidazol. Micro-organismos desafio: Escherichia coli ATCC 8739, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Bacillus subtilis ATCC 6633, Clostridium sporogenes ATCC 19404, Candida albicans ATCC 10231 e Aspergillus brasiliensis ATCC 16404. Cargas de contaminação: 20, 2 e 0,2 UFC/membrana. Temperatura de incubação: 32,5 ± 0,5 °C. As amostras foram avaliadas por 14 dias. Amostras dos três produtos foram artificialmente contaminadas com BioBalls® SingleShot dos micro-organismos desafio de diferentes cargas de contaminação foram submetidas ao teste de esterilidade farmacopeico, com inoculação por método indireto. Após 18h de incubação, foram retiradas alíquotas de cada um dos meios de cultura, que foram inoculadas nos frascos de meio de cultura do BacT/Alert 3D. Bact/Alert 3D demonstrou equivalência ao método farmacopeico (p > 0,05) e tempo de detecção inferior. / Nowadays, the harmonized sterility test method described on pharmacopoeias requires an incubation period of 14 days. During this period the product stays on quarantine waiting the result for release, which demands warehousing and inventory costs. The application of Rapid microbiologial methods for sterility testing is particulary interesting considering the benefits of incubation time reduction, quarantine period reduction, time reduction for material preparation, reduction of time for test execution and technical training.This work evaluated comparetivelly the performance of Bact/Alert 3D system as a rapid microbiologial method applied to sterility testing and sterility testing according to described on Brazilian pharmacopeia and harmonized pharmacopeias (American pharmacopeia, European pharmacopeia and Japanese pharmacopeia). The Bact/Alert 3D is based on microrganisms gowth and has as principle the detection of pad color change which is sensible to carbon dioxide release by microorganism metabolism. To perform the evaluation it was considered Buffer saline solution, Metronidazol solution and Polieletrolitic dialysis concentrate solution. Challenge Microrganisms: Staphylococcus aureus (ATCC 6538), Bacilus subtilis (ATCC 6633), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 9027), Escherichia coli (ATCC 8739 ), Clostridium sporogenes (ATCC 19404), Candida albicans (ATCC 10231) and Aspergillus brasiliensis (ATCC 16404). Inoculum load: 20CFU/sample; 2 CFU/sample; 0,2CFU/sample. Incubation temperature: 32,5 ± 0,5 °C. The samples were evaluated during 14 days. Aseptic samples of the three products were intentionally contaminated with BioBalls® SingleShot of challenge microorganisms, according to inoculum concentration desired, and were tested by indirect inoculation. After 18h aliquotes of were taken from inoculated culture media and inoculated into BacT/Alert 3D culture media bottles. Bact/Alert showed equivalence to compendial method (p > 0,05) and showed results faster than compendial method.