Orientador: Rogério Teixeira de Faria / Coorientador: Newton La Scala Júnior / Banca: Alexandre Barcellos Dalri / Banca: Luiz Fabiano Palaretti / Banca: Alan Rodrigo Panosso / Banca: Jarbas Honório de Miranda / Resumo: Quantificar a emissão de CO2 devido à aplicação de lodo de esgoto (LE) e de efluente de estação de tratamento de esgoto (EETE) é importante, pois atualmente tais resíduos estão sendo utilizados na agricultura com maior frequência. A informação do quanto de CO2 pode ser emitido quando adicionado ao solo pode contribuir para futuros inventários de emissão de gases de efeito estufa. O objetivo deste estudo foi quantificar a emissão de CO2 em função da aplicação de palha, lodo de esgoto e EETE em um Latossolo Vermelho eutroférrico da Faculdade de Ciência Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal-SP. Foram conduzidos dois experimentos com delineamento em blocos ao acaso, em esquema fatorial 2 x 3. Em um dos experimentos, os tratamentos constituíram da aplicação de LE (sem lodo e com lodo, 10 Mg ha-1) e irrigação (L1: 20 mm, L2: 110 mm e L3:184 mm). No outro experimento, os tratamentos constituíram de cobertura de palha de Brachiaria brizantha sobre o solo (SPA: sem palha e CPA: com palha, 10 Mg ha-1) e irrigação com 3 frações EETE em água (F1: 11%, F2: 60% e F3:100% de EETE). As avaliações durante 23 dias da condução do experimento revelaram que o solo com adição de lodo de esgoto emitiu 9,34 % mais CO2, apresentou temperatura 2% mais elevada e teve redução de pH de 2,59% em relação ao tratamento sem adição de lodo. A aplicação de palha, combinada com irrigação com EETE, incrementou a emissão de CO2, a temperatura e a umidade do solo em 8,9%, 3,1% e 12,98%, respectivamente, em relação aos tratamentos sem aplicação de palha. Frações maiores de EETE em água resultaram em maior emissão de CO2 e teores mais elevados de matéria orgânica no solo / Abstract: Quantifying CO2 emissions due to the applications of sewage sludge (SS) and trated sewage effluent (TSE) is important because such waste is currently being used in agriculture more often. Information on how much CO2 can be emitted when applied to the soil can contribute to future inventories of greenhouse gases. The aim of this study was to quantify the CO2 emission due to the application of straw, SS and TSE in an Oxisol of the Faculty of Agricultural Science and Veterinary of Jaboticabal-SP. Two experiments were conducted in a factorial 2 x 3, in a randomized block design. In one of the experiments, the treatments consisted of SS application (no sewage sludge and with sewage sludge, 10 Mg ha-1) and irrigation (L1: 20 mm, L2 110 mm, L3 184 mm). In another experiment, treatments consisted of application of Brachiaria brizantha straw (without straw and with straw, 10 Mg ha-1) and irrigation with 3 TSE fractions in water (F1: 11%, F2: 60% and F3: 100% of TSE). The results over 23 days of evaluation revealed that the soil with SS application had 9,34% increase in CO2 emission and 2% increase in temperature and 2,59% reduction in pH, as compared to treatments without SS application. The application of straw, combined with irrigation with TSE, increased CO2 emissions, temperature and soil moisture 8,9%, 3,1% and 12,98%, respectively, compared to treatment without application of straw. Larger fractions of TSE in water resulted in higher CO2 emissions and higher organic matter content in the soil / Doutor

Orientador: Ben-Hur Mattiuz / Banca: Teresinha de Jesus Deleo Rodrigues / Banca: Priscila Lupino Gratao / Banca: Eliane Aparecida Benato Rodrigues da Silva / Banca: Marcos David Ferreira / Resumo: O objetivo desta pesquisa foi avaliar a influência da atmosfera controlada com distintas concentrações de dióxido de carbono e de oxigênio, isoladamente, no controle in vitro e in vivo de Monilinia fructicola; avaliando o comportamento fisiológico, físico-químico e bioquímico dos pêssegos 'Aurora-1' quando submetidos à atmosfera controlada. O efeito da atmosfera controlada foi composto por quatro concentrações de CO2 (1, 3, 6 e 12% CO2 + concentração fixa de 20% O2) e quatro atmosferas de O2 (1, 6, 40 e 80% O2). Os frutos controle permaneceram em atmosfera de 21% O2. O armazenamento foi realizado a 12 ºC e 98% UR. No experimento in vitro foi avaliado o crescimento micelial de Monilinia fructicola utilizando 10 placas de Petri por tratamento. O experimento in vivo foi avaliado através de pêssegos 'Aurora 1' inoculados, utilizando-se três repetições com cinco frutos cada. O experimento do prolongamento da vida útil de pêssegos foi avaliado utilizando-se três repetições com cinco frutos cada. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado. Nos experimentos in vivo e no experimento do prolongamento da vida útil foram analisados a incidência e a severidade da doença (diâmetro da lesão), aparência externa, perda acumulada de massa fresca, firmeza dos frutos, coloração da polpa e da cor de fundo da casca, teores de sólidos solúveis e acidez titulável, atividade das enzimas polifenoloxidade e peroxidase, teores de pectina solúvel e total. As atmosferas de 12% CO2 + 20% O2 e 6% O2 registraram os menores crescimentos miceliais de Monilinia fructicola após 14 dias de armazenamento. A condição de atmosfera controlada de 1% CO2 + 20% O2 e a de 40% O2 possibilitaram menor crescimento micelial em pêssegos inoculados com Monilinia fructicola. A condição de atmosfera controlada com 1% CO2 + 20% O2 foi adequada por permitir a ausência de doenças durante dos 28 dias de armazenamento sem ... / Abstract: The objective of this research was to evaluate the influence of controlled atmosphere with different concentrations of carbon dioxide and oxygen alone in control in vitro and in vivo Monilinia fructicola; evaluating the physiological, physicochemical and biochemical behavior of peaches 'Aurora-1' when subjected to controlled atmosphere. The effect of controlled atmosphere is composed of four concentrations of CO2 (1, 3, 6 and 12% CO2 + 20% fixed concentration of O2) and four atmospheres of O2 (1, 6, 40 and 80% O2). Control fruits remained in atmosphere of 21% O2. They were stored at 12 °C and 98% RH. In vitro we evaluated the mycelial growth of Monilinia fructicola using 10 Petri dishes per treatment. The experiment in vivo was assessed by peaches 'Aurora 1' inoculated, using three replicates of five fruits each. The experiment of extending the life of peaches was evaluated using three replicates of five fruits each. The experimental design was completely randomized. In vivo experiments and in the experiment of prolonging the lifetime incidence and disease severity (lesion diameter), external appearance, accumulated loss of fresh weight, fruit firmness, pulp color and background color of the bark were analyzed , soluble solids and titratable acidity, enzymes activities of peroxidase and polyphenyloxidase, contents of soluble and total pectin. The atmosphere of 12% CO2 + 20% O2 and 6% O2 recorded the lowest Monilinia fructicola mycelial growth after 14 days of storage. The condition of the controlled atmosphere of 1% CO2 + 20% O2 and 40% O2 allowed lower mycelial growth in peaches inoculated with Monilinia fructicola. The controlled atmosphere condition with 1% CO2 + 20% O2 was adequate to allow the absence of disease during the 28 days of storage without compromising the physical-chemical characteristics of fruits. The controlled atmosphere containing 1% O2 are the best conditions for storing fruits / Doutor

Orientador: Raquel Ghini / Banca: Oliveira Guerreiro Filho / Banca: Emerson Alves da Silva / Banca: Antonio Carlos Maringoni / Banca: Regiane Cristina Oliveira de F. Bueno / Resumo: O dióxido de carbono é um dos principais gases de efeito estufa e há previsões de que a concentração na atmosfera irá dobrar até o final do século. O aumento da concentração de CO2 do ar contribui, sobretudo, para o aumento da temperatura global e, além disso, o gás exerce efeito direto sobre as plantas. Com o objetivo de estudar o efeito do aumento da concentração de CO2 sobre o cafeeiro e sobre a ferrugem do cafeeiro (Hemileia vastatrix), plantas foram cultivadas a campo, em estufas de topo aberto com e sem adição de CO2 em quatro experimentos. Os tratamentos foram constituídos dos níveis de CO2 ambiente (433 ppm) e, aproximadamente 508 ppm. Foram inoculadas mudas de cafeeiros das cultivares Catuaí (suscetível à ferrugem) e Obatã (resistente), nas quais foram avaliados os parâmetros de severidade e incidência da doença. A severidade foi menor no tratamento com maior concentração de CO2 para a cultivar Catuaí, indicando diminuição da doença em função do aumento do CO2. Para a cultivar Obatã, o aumento do gás não teve efeito na doença. Por outro lado, ambas as cultivares apresentaram incremento no diâmetro do caule e altura de plantas no tratamento com adição de CO2 / Abstract: Carbon dioxide is a major greenhouse gas and there are predictions that its atmosphere concentration will double by the end of the century. CO2 air concentration increase contributes, mainly, to global temperature rise, moreover the gas exerts a direct effect on agriculture. In order to study the effect of air CO2 increased concentration on coffee and coffee leaf rust (Hemileia vastatrix) development, plants were grown, under field conditions, in open top chambers in four experiments. The treatments consisted of ambient CO2 levels (433 ppm) and approximately 508 ppm. Cultivar Catuaí (susceptible to rust) and Obatã (resistant) coffee seedlings were inoculated and evaluated through disease severity and incidence parameters. Severity was lower at higher CO2 for Catuaí, indicating decreased disease due to increased CO2. Elevated gas concentration had no effect on disease for cultivar Obatã. Moreover, both cultivars showed an increase, stem diameter and plant height at CO2 addition treatment / Doutor

Orientador: Paulo Ademar Martins Leal / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-26T21:19:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarmoJunior_RuyRobertodo_M.pdf: 3644858 bytes, checksum: 8f9f1fe2acdf345ed93118c011e81132 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Na busca de melhores resultados de produtividade no cultivo hidropõnicoda alfaceemambienteprotegido,avaliou-seos resultados da ação do enriquecimento atmosférico com dióxido de carbono (C02) e da redução da temperatura interior de casas de vegetação com o uso de sistema de resfriamento evaporativo. A partir de um tratamento testemunha fez-se a comparação com um ambiente enriquecido com C02, buscando níveis superiores a 1.000~11I. Procurando aumentar a eficiência do uso do gás pelas plantas, criou-se o terceiro tratamento onde o enriquecimentofoi feito sob condições mais controladas de temperaturae umidade. O sistema de enriquecimento utilizou-se de gás industrial engarrafado, e distribuição localizada, próxima a cada planta. O sistema de controle de temperatura utilizou-se do princípio do resfriamento evaporativo, com o processo ocorrendo em meio poroso de celulose e a movimentação do ar provocada por exaustores. A partir dos resultados obtidos na presente pesquisa, concluiu-se que: nas condiçõesclimáticas ocorridase para os sistemas adotados, as plantas, quando cultivadas em ambiente enriquecido com C02 apresentaram um acúmulo de massa fresca 10% maior que aquelas cultivadas sob concentrações naturais. E que o enriquecimento com C02 associado ao controle de temperatura e umidade, proporcionaram um aumento de 21% no valor de massa fresca das plantas, em relação ao ambiente não controlado e sem enriquecimento / Abstract: In the searching for better results for greenhouse hydroponically grown lettuce, it was evaluated the influence of C02 enriched atmosphere and temperature reduction, by using evaporative cooling, on crop productivity. A standard treatment in natural air was first compared to 1000~11Ior more C02 enriched atmosphere. Secondly, in order to improve the C02 absorption efficiency by the plant, it was established a third treatment where temperature and relative humidity were controlled. The C02 enrichment system used commerciaJgas bottle. The gas was distribuited closely each lettuce plant. Temperature and relative humidity were controlledby an evaporativecollingsystemcomposedot a pad and a tan. It was concluded that the fresh weight trom the third treatment (C02 and evaporative cooling) was 21% heavier than the standard treatment, and the second treatment (only C02) was 10% heavier than the standard treatment / Mestrado / Construções Rurais e Ambiencia / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Ennio Peres da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T04:24:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_CristianodaSilva_M.pdf: 4965768 bytes, checksum: 112fdebadb3212de65aed282b3a3f99d (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: o meio ambiente e sua preservação têm sido alvo de constante atenção pública e científica durante a última década. O efeito estufa, suas causas e suas conseqüências, são tópicos muito abordados neste panorama. A tentativa de se determinar a colaboração humana para este efeito passa necessariamente por um processo de contabilização das emissões de gases de efeito estufa, principalmente o dióxido de carbono, cujas concentrações atmosféricas aumentaram cerca de 30% desde a Revolução Industrial. Nesta dissertação desenvolve-se um inventário regional de emissões de COz devido ao uso de energia, tendo por base a metodologia elaborada pelo lntergovernmental Panel on Climate Change - lPCC, organização vinculada à ONU e à Organização Mundial de Meteorologia. Inicialmente se realiza um estudo sobre o que é o efeito estufa, mostrando como as atividades humanas podem afetar este fenômeno natural. Inicialmente se apresenta a metodologia original desenvolvida pelo lPCC e que tem sido adotada mundialmente para a elaboração de inventários nacionais de emissões de gases de efeito estufa. Modificações desta metodologia são sugeridas com o intuito de aplicá-Ia às regiões cujas fronteiras não coincidem com as divisões geopolíticas institucionais e que, portanto, não possuem dados energéticos consolidados. Tais dados são essenciais para a determinação das emissões de COz originadas do uso de energia (combustíveis fósseis e biomassa). A região escolhida para a aplicação desta metodologia foi objeto de estúdo de vários trabalhos nesta década, visto que está inserida em uma importante Região Administrativa do Estado de São Paulo, a de Campinas, e que é formada pelos municípios, integrantes do Comitê das Bacias dos Rios Piracicaba e Capivari, uma entidade que tem desenvolvido importantes trabalhos relativos ao meio ambiente local. Dentro desta região, o setor sucro-alcooleiro também tem suas emissões estimadas, por ser de grande importância econômica e por evitar taxas de emissão superiores às atuais. Como resultados, concluiu-se por exemplo que a região emite atualmente cerca de 6.841GgCOz e a absorção de COz com o uso do álcool e do bagaço chega a 517GgCOz. O potencial energético de palhas e pontas e suas respectivas emissões também foram considerados. eterminou-se que a emissão de aproximadamente 1.160GgCOz pode ser evitada / Abstract: The environment and its conservation have been the focus of public and scientific attention since the last decade. The greenhouse effect, its causes and consequences are topics of current interest. The attempt to determine the human contribution to this effect demands the accounting of greenhouse gas emissions, mainly CO2, the atmospheric concentration of which has increased about 30% since the Industrial Revolution. In this dissertation a regional inventory of CO2 emissions due to energy use is developed. This inventory is based on the guidelines developed by the Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC. Initia1ly the greenhouse effect is reviewed, showing how human activities can affect this natural phenomenon. Then the original IPCC methodology, which has been adopted worldwide for compiling national greenhouse gas emission inventories, is presented. Modifications to this methodology are suggested intending to apply it to regions whose borders do not match institutional geopolitical divisions. It may cause a lack of energy consumption data, which are essential for determiningCO2 emissions originated from fossil fuels and biomass combustion. The region selected for applying the modified methodology has been studied since the beginning of this decade as it is inside the Região Administrativa de Campinas and it is composed of many of the Comitê das Bacias dos Rios Piracicaba e Capivari cities. The latter is a regional organisation responsible for the developmentof many reports and studies about the local environment. Emissions from the sugarcane agro-industrial sector and the contribution fiom fuel alcohol and bagasse are also estimated, because this sector is economically important and may reduce the current CO2 emission rate. The results indicate that the region emits approximateIy 6.841 GgCO2, but the energetic use of fuel alcohol and sugarcane bagasse leads to the absorption of about 517GgCO2. It is also considered the energetic potential of leaves and stalks and their respective emissions. As a resuIt it was found that approximately 1.160GgCO2of CO2 could be avoided. / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Maria Angela de Almeida Meireles Petenate, Diego Tresinari dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T11:45:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DelCastilloTorres_RicardoAbel_M.pdf: 4457201 bytes, checksum: 2afa693e20d4497964c4faa4de811759 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo da aplicação do CO2 supercrítico como antissolvente em contato com a solução de ativos (SA) obtida a partir da extração de compostos de sementes de urucum (Bixa orellana L.) semi desengorduradas a fim de se obter partículas ricas em bixina. Para isso, duas etapas foram desenvolvidas. Na primeira etapa foi aperfeiçoada a técnica de obtenção da SA a partir da extração dos compostos das sementes com etanol, combinando dois equipamentos: Ultra turrax (UTurrax), que produz suspensão operado por recirculação do líquido, e o Ultrassom (USom), que produz cavitação acústica no líquido. Esta é a primeira vez que o UTurrax foi usado para obter compostos ativos das sementes semi desengorduradas de urucum. A mistura etanol e ativos formou a suspensão, denominada de SA. O objetivo nesta etapa foi obter uma SA rica em bixina e pobre em gorduras. Com esse intuito foram feitas extrações variando-se as condições de uso ou não de USom e a razão massa de solvente por massa de matéria-prima (S/F). A composição química dos extratos foi analisada em relação ao teor de bixina e fenólicos por método espectrofotométrico, enquanto que o teor de óleo foi determinado nas sementes pelo método de extração Soxhlet. O uso de USom (800 W) e S/F de 1,6 g CO2/g urucum apresentou menor teor de óleo na SA, isto é, o maior teor de óleo permaneceu nas sementes (0,49 ± 0,08 g/100 g sementes, b.u.). Houve também menor rendimento de extração (X0): 2,6 ± 0,4 g/100 g sementes (b.u.), uma vez que a extração foi mais seletiva, resultando em rendimento de extração de bixina e fenólicos de 0,19 ± 0,06 g/100 g sementes (b.u.) e 0,8 ± 0,1 g/100 g sementes (b.u.), respectivamente. Na segunda etapa, a SA foi alimentada na unidade de precipitação Antissolvente Supercrítico (SAS) com o objetivo de formar partículas e caracterizar a distribuição da bixina e fenólicos nos diversos setores no interior da coluna. Com esse intuito, foi utilizado um planejamento experimental fatorial completo com 3 variáveis (pressão, vazão de CO2 e vazão de SA) em 2 níveis (10 ¿ 12 MPa, 500 ¿ 800 g/h e 0,5 ¿ 1 mL/min, respectivamente) sem repetição, totalizando 8 experimentos. O rendimento de precipitação foi influenciado negativamente pela pressão, sendo maior (80,5 %) a 10 MPa, 500 g/h e 0,5 mL/min. Da análise de distribuição das massas das partículas na coluna de precipitação, concluiu-se que para todos os experimentos maior massa foi depositada na base da coluna (aproximadamente 40%). Da mesma forma, maior concentração de bixina foi determinada na parede da coluna (51 ± 15 g/100 g extrato), com massa de extrato igual a 8,73 g/100 g sementes para 12 MPa, 500 g/h e 1 mL/min. A concentração de fenólicos nas partículas coletadas não foi influenciada pelas variáveis de estudo. A eficiência de precipitação de bixina nesta condição foi de 88,4 %. Porém, acredita-se que a eficiência de precipitação de bixina pode ter sido ainda maior, pois, houve setores da coluna nos quais foi difícil a coleta das partículas. Por último, através do processo de precipitação na unidade SAS, foi possível a obtenção de partículas com concentração de bixina 59 vezes maior do que a concentração inicial de bixina na SA alimentada / Abstract: The following thesis consist of the development of the application of the supercritical CO2 as an anti-solvent in contact with the Active solution obtained from the extraction of semi-defatted Annatto seeds (Bixa orellana L.) to obtain particles rich in bixin. To that objective, the present thesis was developed in two stages. In the first stage it was necessary to perfect the technique for obtaining the Active solution by extracting the compounds from the seeds with ethanol. This was accomplished by combining two pieces of equipment. One of the equipment of production of suspension operated by recirculation of a liquid (Ultra-turrax) and another equipment of production of acoustic cavitations (Ultrasound) inside the liquid. To the best of the author¿s knowledge, this was the first time that the Ultra- turrax was used as a method of extraction; furthermore it was the first time that the equipment was used to obtain Active components from the semi-defatted Annatto seeds. The mixture formed by the ethanol used here as a solvent and the actives formed Suspension which is nominated as Active solution. The objective for this stage was to obtain an Active solution high in bixin with minimum oil content. The extractions were done with that purpose, varying the conditions of use or not of ultrasound and the ratio of S/F (mass of solvent/ mass of raw material). The chemical composition of extracts was analyzed in relation to percentage of bixin and phenolics using the Spectrophotometry method, while the percentage of oils from the seeds were determine by the Soxhlet extraction method. The use of ultrasound (800 W) and S/F of 1.6 presented a low percentage of oil in the Active solution; which means, the greater the percentage of oil present in the seeds (0.49 ± 0.08 %, b.u.), the lower the efficiency of extraction (X0): 2.64 ± 0.42 % (b.u.) The extraction was more selective, resulting in efficient bixin extraction and phenolics in a solution of extract of 0.19 ± 0.06 % (b.u.) and 0.75 ± 0.10 % (b.u.), respectively. In the second stage, an Active solution was inserted into the precipitation unit-SAS with the purpose of forming particles and to characterize the distribution of bixin and phenolic in diverse sectors of the column. To that objective a complete experimental factorial design with 3 variables were used (pressure, flow of CO2 and flow of Active solution) and 2 levels (10 ¿ 12 MPa, 500 ¿ 800 g/h and 0.5 ¿ 1 mL/min, respectively) without repetition, totalizing 8 experiments. The efficiency of precipitation was negatively influenced by pressure, being greater (80.5 %) to 10 MPa, 500 g CO2/h and 0.5 mL Active solution /min. From the analysis of distribution of the masses of particles in the interior of the column of precipitation, it concluded that for all the experiments, greater amount of mass was deposit in the column¿s base (approximately 40%). Great concentration of bixin was settled in the column¿s walls (51 ± 15 %), where the mass of the extract was of 8.73 % for 12 MPa, 500 g CO2/h and 1 mL Active solution /min. The concentration of phenolics in the particles collected was not influenced by the variables of study. The precipitation efficiency of bixin in this condition was 88.4 %. However, its believe that the efficiency of bixin precipitation it could had been greater, because there were areas of the column that it was impossible to collect precipitated particles. Lastly, through the precipitation process in the SAS-unit, was possible to obtain particles with concentration of bixin 59 times greater than the initial concentration of bixin in Active solution inserted in the SAS-unit / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

[pt] Esta dissertação apresenta um levantamento dos principais pontos de captura, transporte, utilização e armazenamento permanente do dióxido de carbono. Este estudo considera duas motivações importantes e complementares: (1) Os diversos usos e métodos de armazenamento permanente de CO2 na atualidade; (2) O transporte deste fluido entre o ponto de captura e o ponto de uso e/ou armazenamento. O estudo está divido entre os principais métodos para captura do CO2, os principais usos do CO2 e os métodos de transporte, mas especificamente na área de dutos. Nesta parte, foram feitas diversas simulações, tanto teóricas quanto baseadas em casos reais, assim como um breve estudo da parte de custos destes projetos. / [en] This dissertation presents a compiling of the major point from the capture, transport, use and permanent storage of carbon dioxide. This study considers two main linked motivations: (1) the several uses e storage methods for CO2 in present time; (2) The need to transport the fluid from its capture point to the de point of use or storage. The study is divided between the capture methods, the main uses for CO2 and the methods of transportation, more specifically thru pipeline. In this part, several simulations were made, both theoretic and real case studies, including a brief study of the cost of the pipelines.

Orientador: José Antonio Perrella Balestieri / Coorientador: José Alexandre Matelli / Banca: Maurício Araújo Zanardi / Banca: Pedro Teixeira Lacava / Resumo: A necessidade do desenvolvimento de tecnologias baseadas em fontes de energia renováveis é crescente em todo o mundo, de modo a diversificar a matriz energética dos países, bem como atender às rigorosas legislações ambientais e acordos internacionais para redução na emissão de poluentes. Estudos que permitam a implantação desta tecnologia no Brasil, levando-se em conta as características específicas dos biocombustíveis disponíveis, devem ser realizados com vistas à diversificação da matriz energética do país. Diversas tecnologias em fase de desenvolvimento sobre o uso de biomassa na geração de energia têm sido apresentadas na literatura técnica, das quais as plantas industriais de ciclo combinado com gaseificação integrada (IGCC) surgem como uma importante inovação tecnológica. Nesta tecnologia se obtém um combustível gasoso, rico em gás hidrogênio, a partir de biomassa sólida, elevando com isso a eficiência global do processo em relação à sua queima direta numa caldeira convencional. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo termodinâmico e de equilíbrio químico, a partir de bagaço de cana, relativamente a uma configuração de ciclo combinado com gaseificação integrada (IGCC), associado com análise de custos exergéticos e emissão de CO2, por meio do método da penalidade exergética. Por meio da análise de penalidades exergéticas é realizada a comparação entre a tecnologia IGCC e o ciclo a vapor tradicionalmente empregado no setor sucro-alcooleiro, verificando-se que a nova tecnologia apresenta vantagens técnicas e ambientais em relação à tecnologia tradicional / Abstract: The development of technology based in energy renewable sources is increasing worldwide in order to diversify the energy mix and satisfy the rigorous environmental legislation and international agreements to reduce pollutant emission. Considering the specific characteristics of biofuels available in Brazil, studies regarding such technologies should be carried out aiming the diversification of the energy mix. Several state-of-the-art technologies for power generation from biomass have been presented in the technical literature, and the industrial plants with integrated gasification combined cycle (IGCC) emerge as a major technological innovation. By obtaining a fuel gas rich in hydrogen from solid biomass, the IGCC presents a higher overall efficiency of the process than the direct burning of the solid fuel in a conventional boiler. The objective of this study is to develop a thermodynamic and chemical equilibrium model of an IGCC configuration for sugarcane bagasse, associated with an exergetic cost analysis and a CO2 emission analysis through, the method of exergy penalties. Through such analysis it is performed an exergetic penalty comparison between the IGCC technology and the steam cycle traditionally employed in the sugarcane sector. It is verified that the proposed technology presents technical and environmental advantages compared to traditional technology / Mestre

Orientador: Celso Eduardo Tuna / Banca: Mateus Ricardo Nogueira Vilanova / Banca: Rubens Alves Dias / Banca: Ricardo Babbay de Souza / Banca: Wendell de Queiróz Lamas / Resumo: O equilíbrio entre preservar o ecossistema, atender às necessidades sociais das comunidades e manter o desenvolvimento econômico, é uma condição de sobrevivência para qualquer tipo de negócio e projeto. Dentro deste contexto, o setor de mineração apresenta uma característica extrativista de grande impacto ambiental, sendo exportado parte dos minérios de ferro beneficiados no Brasil, permanecendo parte dos impactos ambientais em territórios nacionais. Devido à relevância do setor de mineração de ferro para o desenvolvimento socioeconômico do Brasil, é necessário criar iniciativas mais sustentáveis na dimensão ambiental para o setor. Esta pesquisa busca apresentar uma metodologia para determinar as emissões de CO2 em projetos de terminais portuários de exportação de minério de ferro, introduzindo um novo conceito "Índice de emissões de CO2 de um Projeto". O índice estabelecido utiliza como referência as emissões de CO2 em relação a capacidade produtiva e ciclo de vida do projeto. O trabalho foi delimitado entre o transporte ferroviário, processos internos dos terminais portuários, transporte marítimo e destinos de exportação. Foi consolidado o inventário energético de materiais-serviços aplicado na cadeia integrada de exportação, abrangendo as etapas do projeto: engenharia, construção, operação, transporte ferroviário e marítimo. Os resultados alcançados com o desenvolvimento da metodologia, permitem quantificar de forma prévia na fase de desenvolvimento da engenharia, as emiss... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The balance among preserving the ecosystem, meeting the social needs of communities, and maintaining economic development is a survival condition for any type of business and project. Within this context, the mining sector presents an extractive characteristic of great environmental impact, being exported part of the iron ores benefited in Brazil, remaining part of the environmental impacts in national territories. Due to the importance of the iron mining sector for the socioeconomic development of Brazil, it is necessary to create more sustainable initiatives in the environmental dimension for the sector. This research seeks to present a methodology to determine the CO2 emissions in projects of port terminals of export of iron ore, introducing a new concept "Index of CO2 emissions of a Project". The established index uses CO2 emissions in relation to the productive capacity and project life cycle. The work was delimited between rail transport, internal processes of port terminals, shipping and export destinations. The energy-materials-services inventory applied in the integrated export chain was consolidated, covering the stages of the project: engineering, construction, operation, rail and maritime transportation. The results obtained with the development of the methodology, allow to quantify previously in the development phase of the engineering, CO2 emissions in each stage of the project, enabling the development of projects with greater sustainability in the environmenta... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Leonardo Theodoro Büll / Banca: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: Juliano Carlos Calonego / Banca: Monica Sarolli Silva de Mendonça Costa / Banca: Juliano Corulli Corrêa / Resumo: O estudo teve por principal objetivo avaliar o estoque de carbono (C), as alterações na quantidade de C microbiano, a qualidade da matéria orgânica (MO) e a emissão de CO2 em decorrência de aplicações de lodos de esgoto em área sob semeadura direta. A área experimental, que apresenta Latossolo Vermelho de textura argilosa e está localizada em Botucatu, SP, tem sido conduzida com os mesmos tratamentos desde 2002. Os resultados constantes no presente estudo, entretanto, foram obtidos no período de outubro de 2012 a outubro de 2014. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso em esquema fatorial 2 x 4, com quatro repetições. Os tratamentos correspondem à aplicação bienal de dois resíduos (lodo biodigerido - LB e lodo centrifugado - LC) em quatro doses: 0, 2, 4 e 8 Mg ha-1 (base seca) e o sistema de produção utilizado nesse período foi a sucessão soja / aveia-preta. Em cada um dos cultivos avaliou-se características nutricionais e de produtividade das culturas e a emissão de CO2 a partir do solo. Ao final do estudo foram coletadas amostras de solo para análise química básica, fracionamento da MO, C microbiano e estoque de C. A aplicação continuada de LC promoveu aumento do pH do solo e do teor de macronutrientes, principalmente Ca, bem como maior produção de matéria seca e acúmulo de nutrientes na parte aérea da aveia-preta. O LC também promoveu maior acúmulo de C nas plantas e maior atividade dos microrganismos do solo, o que acarretou em maior teor de C da biomassa microbiana (até 390 mg kg-1 na camada superficial), maior decomposição de MO leve e, consequente maior fluxo de CO2 para atmosfera (de 4,8 a 6,2 µmol m-2 s-1). Aplicações de longa data de lodo de esgoto (LB ou LC) resultam no aumento do teor de micronutrientes no solo, a ponto de Cu, Fe, Mn e Zn se apresentarem em níveis que podem ser prejudiciais às plantas. A produtividade da ... / Abstract: The study had as main objective to evaluate carbon (C) stock, changes in the amount of microbial C, quality of the soil organic matter (SOM) and CO2 emission as affected by sewage sludge applications in area under no-till. The experimental area, which shows a clayey Rhodic Ferralsol and is located in Botucatu, SP, has been conducted with the same treatments since 2002. The results of the present study, however, were obtained in the period from October 2012 to October 2014. A complete randomized blocks design arranged in a 2x4 factorial scheme and with four replicates was used. The treatments are represented by biennial application of two sewage sludge types (biodigested sludge - BS and centrifuged sludge - CS) in four rates: 0, 2, 4 and 8 Mg ha-1 (dry basis). The cropping system used in the study was a soybean/black oat succession. Yield and nutritional aspects of crops and CO2 emissions from soil were evaluated in each one of the cultivations. At the end of the study, soil samples were collected for analysis of soil fertility, OM fractionation, microbial C and C stock. The continued application of CS increased the pH and macronutrient levels in the soil, mainly Ca, as well as increased dry matter production and nutrient accumulation in aerial part of black oat. CS application also promoted greater accumulation of C in plants and greater activity of soil microorganisms, which led to a greater level of microbial biomass C (up to 390 mg kg-1 in the superficial layer), greater decomposition of light OM and consequently greater CO2 fluxes to the atmosphere (from 4.8 to 6.2 µmol m-2 s-1). Long time applications of sewage sludge (either BS or CS) resulted in increase of micronutrients levels in the soil, up to the point of Cu, Fe, Mn and Zn reach levels that may be harmful to plants ... / Doutor