Em solos cultivados com arroz irrigado, a adoção de determinadas práticas de manejo pode minimizar as emissões de metano (CH4) e de óxido nitroso (N2O), sem causar a redução da produtividade deste cereal. Três estudos foram conduzidos visando avaliar o efeito de sistemas de cultivo do solo (preparo convencional-PC, cultivo mínimo-CM, e plantio direto-PD; Estudo I), do aporte de resíduos de diferentes plantas de cobertura de inverno (pousio, azevém e azevém+cornichão) e da drenagem do solo (Estudo II), e de sistemas de manejo da água de irrigação (intermitente e contínuo; Estudo III) sobre as emissões de CH4 e de N2O de solos sob sistemas de produção de arroz irrigado no Sul do Brasil. Com base nas emissões de CH4 e de N2O e dos seus respectivos potenciais de aquecimento global (PAG; 25 e 298), foi calculado o PAG parcial (PAGp; CO2 equivalente). Os sistemas em CM e em PD, avaliados em duas safras, promoveram mitigação das emissões de CH4 do solo, sobretudo na safra 2007/2008, quando a redução das emissões de CH4 atingiu 42% no solo sob CM. Em contrapartida, as emissões de N2O foram maiores nos sistemas em CM e em PD, especialmente na safra 2009/2010 (0,22 e 0,49 kg de N-N2O ha-1). A antecipação das operações de preparo de solo (CM), ou a não realização destas (PD), promoveu a mitigação do PAGp sem ocasionar redução na produtividade do arroz. O aporte de resíduos vegetais resultou no aumento das emissões de CH4, cujos valores superaram em aproximadamente 10 vezes às emissões verificadas no solo sob pousio. As emissões de N2O foram potencializadas quando da inserção de resíduos de leguminosa (cornichão) no solo. A realização da drenagem do solo, que no estudo II tinha por finalidade reduzir o efeito da toxidez por ferro sobre as plantas de arroz, reduziu o PAGp praticamente pela metade (~ 3.500 kg CO2 equivalente ha-1) em comparação ao solo não drenado (6.691 kg CO2 equivalente ha-1). A realização da drenagem do solo no Estudo III suprimiu em 41% as emissões de CH4 do solo, enquanto que a emissão de N2O do solo foi quase três vezes superior (2,32 kg N-N2O ha-1) ao sistema de irrigação contínuo (0,85 kg N-N2O ha-1). Mesmo com o incremento das emissões de N2O do solo devido a drenagem, o PAGp foi minimizado em 24% quando da realização desta prática. Variáveis do solo como a temperatura e o teor de Fe2+ tiveram correlação positiva com as emissões de CH4 e negativas com as emissões de N2O, sendo que o teor de Mn2+ também influenciou negativamente emissões de N2O do solo. Por outro lado, as emissões de N2O tiveram relação positiva com os teores de NO3- e NH4+ da solução do solo. Práticas como drenagem e sistemas de CM e PD tem potencial de reduzir consideravelmente o PAGp em sistemas de produção de arroz irrigado no Sul do Brasil. / The adoption of some agricultural practices may keep high grain production and decrease the global warming potential (GWP) of rice production systems by decreasing soil methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) emissions. Three studies were performed aiming to evaluate the potential of soil management systems (Study I; conventional tillage-CT, minimum tillage-MT, and no till-NT), winter cover crops (fallow, ryegrass, and ryegrass+birdsfoot trefoil) and soil drainage (Study II), and water regimes (Study III; continuous and intermittent) on soil CH4 and N2O emissions, as well as partial GWP [(pGWP = (CH4x25) + (N2Ox298)] and rice grain yield, in subtropical region of South Brazil. In comparison to CT, MT and NT decreased soil CH4 emissions mainly in the first crop season (42% of reduction). On the other hand, these systems showed higher soil N2O emissions (0,22 e 0,49 kg N-N2O ha-1) than CT (0,17 kg N-N2O ha-1). Fall tillage (known as minimum tillage) or no-tillage resulted in a net mitigation of greenhouse gases (<pGWP) than CT system, at same time that kept same rice grain yields. In comparison to fallow system, crop residues input by cover-crops increased CH4 emission by several times, as well soil N2O emissions were increased by leguminous cover-crop. Soil drainage, performed in the Study II aiming to supress iron toxicity to rice plant, decreased strongly CH4 emissions (almost 50%) with contrary effect on soil N2O emissions. Same results were observed in the intermitent water regime in the Study III (decreased 41% of CH4 emission), and in the both cases, the soil drainage determined lowest pGWP values, with no observed effects on rice yields. Air temperature and soil Fe2+ were the mains driven variables controlling soil CH4 emissions, with negative effect on soil N2O emissions. On the other hand, NO3- and NH4+ also drove soil N2O emissions. Agricultural practices as minimum tillage and no till, and soil drainage decrease global warming potential of South Brazilian rice production systems mainly due to its effect decreasing soil methane emissions that surpass their effects increasing soil nitrous oxide fluxes.

Os sistemas de manejo de solo alteram estoques de carbono orgânico do solo (COS) e os fluxos de gases de efeito estufa (GEE) do solo. Modelos biogeoquímicos podem representar estas alterações, e permitem adicionalmente simular o impacto das mudanças climáticas. Os objetivos deste estudo foram calibrar e validar o modelo DayCent, e simular cenários atuais e alternativos de manejo frente as mudanças climáticas previstas para 2100 na região do Planalto do Rio Grande do Sul (RS). O modelo foi calibrado a partir de uma base de dados de um experimento de longa duração, com diferentes sistemas de preparo e de culturas, num Latossolo Vermelho, em área da Embrapa Trigo, em Passo Fundo. A validação do modelo foi realizada por meio da aplicação do modelo em experimento independente também conduzido na mesma região e tipo de solo. A calibração e validação dos dados de GEE foram realizadas com base no monitoramento dos fluxos de GEE durante dois anos no experimento de calibração e 1,5 anos no experimento de validação. Os cenários climáticos futuros B1 e A2 do IPCC foram simulados a partir de dados obtidos do website Climate Wizard. Apesar do DayCent não capturar exatamente toda a variabilidade anual da produção de biomassa observada, a produção média de biomassa e os estoques de COS medidos foram simulados adequadamente. As emissões anuais de óxido nitroso (N2O) foram melhor simulados comparados aos fluxos diários de N2O. Nos cenários climáticos futuros, a produção de biomassa do trigo e da soja foram favorecidos pelas mudanças climáticas, resultando em incremento do COS. Ervilhaca e sorgo não tiveram o crescimento favorecido e o COS foi mantido no patamar atual no sistema de rotação. A modelagem mostrou que sistemas de cultura necessitam aportar mais C nos cenários climáticos futuros para a manutenção do COS. A introdução de pastagem (Cynodon sp.), em rotação com culturas anuais num sistema de integração lavoura-pecuária foi o sistema com maior potencial de sequestrar C no solo, independente do cenário climático. A aplicação do modelo DayCent indicou que as mudanças climáticas devem favorecer as emissões de N2O nos atuais sistemas de manejo utilizados no Sul do Brasil. O refinamento da base de dados de entrada poderia melhorar o desempenho do modelo e reduzir o grau de incerteza das simulações. / Soil management systems affects soil organic carbon (SOC) stocks and greenhouse gas fluxes (GHG) from soil. Biogeochemical models can represent these systems, and allow further simulate the impact of climate change. The objectives of this study were to calibrate and validate the DayCent model, and simulate current and alternative management scenarios facing climate changes predicted for 2100 in Plateau region in the Rio Grande do Sul. The model was calibrated based on a database of an experiment conducted for 28 years, with different tillage systems and cultures in an Oxisol, at Embrapa Wheat Research Center, in Passo Fundo. The model validation was performed by application of an independent experimental model also conducted in the same region and soil. The calibration and validation of GHG data were based on the monitoring of greenhouse gas fluxes for two years in the calibration experiment and 1.5 years in the validation experiment. Future climate scenarios B1 and A2 IPCC were simulated based on data obtained from the website Climate Wizard. Despite DayCent did not accurately capture all annual variability of measured biomass production, the average production of biomass and the measured SOC stocks were simulated properly. Annual nitrous oxide (N2O) emissions were better simulated compared to daily N2O fluxes. In future climate scenarios, wheat biomass production and soybean were favored by climate change, resulting in an increase of SOC. Vetch and sorghum growth were unaffected and SOC was maintained at the current level, even with the inclusion of corn and soybean in rotation. The modeling exercise showed that culture systems need to increase C inputs to the soil to maintain SOC stocks, especially in future scenarios when soil organic matter decomposition should be favored by rising temperatures. Crop pasture (Cynodon sp.) was the system with the greatest potential to soil sequester C, regardless of the climate scenario. In short, this DayCent application model indicated that climate change should favor N2O emissions in current management systems used in southern Brazil. The databased refinement could improve the model performance and reduce the uncertainty of the simulations.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006. / Submitted by Érika Rayanne Carvalho (carvalho.erika@ymail.com) on 2009-10-24T01:44:33Z No. of bitstreams: 1 LEONARDO MOREIRA LEÓDIDO.pdf: 2273537 bytes, checksum: 1b74f634b6d25fafaacb1f9ca0baa3db (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-01-27T11:52:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LEONARDO MOREIRA LEÓDIDO.pdf: 2273537 bytes, checksum: 1b74f634b6d25fafaacb1f9ca0baa3db (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-27T11:52:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LEONARDO MOREIRA LEÓDIDO.pdf: 2273537 bytes, checksum: 1b74f634b6d25fafaacb1f9ca0baa3db (MD5) Previous issue date: 2006-07-05 / O Protocolo de Quioto prevê metas de redução das emissões dos Gases de Efeito Estufa (GEE), por meio da implementação de projetos de desenvolvimento limpo, com investimentos de bilhões de dólares. Para quantificar as emissões e dar base sólida a esses projetos são usados técnicas e instrumentos que medem as variações das concentrações dos GEE na atmosfera e em locais mais específicos como, áreas urbanas, florestas, represas, etc. As concentrações medidas devem ter confiabilidade para que os valores indicados em um projeto de redução de uma fonte emissora tenham legitimidade e esta é obtida através da utilização de instrumentos metrologicamente confiáveis. Com isso, o objetivo desse trabalho é apresentar uma nova metodologia e o desenvolvimento de um meio para a calibração de transdutores de dióxido de carbono, que considerem o comportamento estático e dinâmico, bem como as variáveis ambientais que influenciam o desempenho do transdutor, assegurando a confiabilidade metrológica dos instrumentos. Para alcançar esse objetivo foram usados o modelo matemático do processo físico ao qual o transdutor é submetido e os dispositivos clássicos de calibração dinâmica, para identificar os parâmetros de desenvolvimento da metodologia e do novo meio de calibração, o Dispositivo de Exposição Rápida a Emissões (DERE). O DERE foi testado e os resultados experimentais e a solução analítica e numérica, do processo físico que ocorre no seu interior, mostraram que a metodologia de calibração proposta e o equipamento desenvolvidos são adequados para a calibração estática e dinâmica de transdutores de CO2, conforme proposto nos objetivos do trabalho. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Kyoto Protocol aims at reducing Greenhouse Effect Gases (GEG) emissions by the implementation of projects for clean development that count with the investment of Billions of dollars. Techniques and instruments for measure the GEG variation in atmosphere are used to quantify emissions and give solid base to these projects. In order to have legitimacy the instrumentation used during the measurement process must be reliable. The objective of this work is to present a new methodology for calibrating carbon dioxide transducers statically and dynamically. To accomplish this objective a calibration device was developed. The transducer physical model was mathematically modeled in order to identify the development parameters and project the calibration device named Device of Fast Exposure to Emissions or DERE. This device was tested and the experimental results compared with numerical and analytical solutions to prove that the methodology proposed and the device developed are adequate for static and dynamic calibration of CO2 transducers. _________________________________________________________________________________ RESUMÉ / Le but principal du Protocole de Kyoto est réduire les emissions des gaz à Effet de Serre par la mise en place de développement des projets de la façon la plus propre possible. Pour cela l’utilization des équipements et des techniques bien specifiques aident dans la mesure des concentrations de ces gaz dans l’atmosphère. En général, les endroits choisis pour effectuer ces essais sont, par example, les forêts, les barrages, les grands centres urbains, etc. Les mesures de concentration obtenues doivent être fiables pour que le projet de réduction de la source polluant fournisse des valeurs avec un fiable incertitude. Ainsi, les instruments doivent être étalonnés. Dans, ce sens, ce travail présent une nouvelle méthodologie pour étalonner des capteurs de dioxyde de carbone. Cette méthode considère le comportement statique e dynamique des mesures, ainsi que les variables environnementaux qui ont d’influence sur la perfomance des capteurs. Pour atteindre cet objectif, le modèle mathématique du phénomène mesuré et les dispositifs classique d’étalonnage dynamiques ont été utilisés. Ces dispositifs identifient les paramètres qui sont appliqués dans la methodologie d’étalonnage proposée le Dispositif d’Overture Rapide à Emissions (DORE). Le DORE a été testé et les résultats expérimentaux ainsi que les solutions analitique et numérique du phénomène, a l’intérieur du capteur, montrent que la méthodologie d’etalonnage, présentée est adaptée pour les statique et dynamique capteurs de CO2. Cela indique aussi que l’équipement développé est performant.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O meloeiro à uma hortaliÃa de grande importÃncia para o Nordeste brasileiro: a regiÃo maior produtora nacional. Entretanto, para a obtenÃÃo de alta produtividade à necessÃrio utilizar insumos que podem ser prejudiciais ao meio ambiente; dentre estes, os fertilizantes nitrogenados. Esses fertilizantes liberam Ãxido nitroso, um dos gases de efeito estufa responsÃvel pelo aquecimento global. Dada a importÃncia das mudanÃas climÃticas, este trabalho propÃe avaliar a emissÃo de Ãxido nitroso em cultivo de meloeiro amarelo âGoldexâ adubado com fertilizante nitrogenado, aos 5 e 15 dias apÃs o transplantio. O experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado (DIC), com cinco repetiÃÃes. Os quatro tratamentos foram assim definidos: 0 (controle), 1,0; 1,5 e 2 vezes a quantidade de nitrogÃnio recomendada para cada estÃdio dessa cultura, acima referido. As variÃveis analisadas foram Ãrea foliar, nÃmero de folhas, massa seca da parte aÃrea, massa seca dos frutos, massa seca da parte radicular, fluxo de Ãxido nitroso, nitrogÃnio total do solo, das plantas e N (NH4+ e NO3-) do solo. As variÃveis relativas ao desenvolvimento vegetal e ao nitrogÃnio da planta e do solo foram submetidas à anÃlise de regressÃo e anÃlises descritivas foram utilizadas (mÃdia  erro padrÃo) para verificar o comportamento do fluxo de Ãxido nitroso. Os tratamentos afetaram significativamente a Ãrea foliar, nÃmero de folhas, massa seca da parte aÃrea, massa seca da parte radicular, nitrogÃnio da parte aÃrea e parte radicular das plantas e do solo. Para estas variÃveis o modelo de regressÃo quadrÃtico foi o que melhor se ajustou para explicar a variaÃÃo das mesmas a partir da ausÃncia e presenÃa de adubaÃÃo nitrogenada. O fluxo de Ãxido nitroso teve comportamento temporal irregular durante a fase de plÃntulas e crescente durante a fase de floraÃÃo. A aplicaÃÃo de nitrogÃnio, em dosagens superiores à recomendada, nÃo aumentou a produÃÃo do meloeiro. Da mesma forma, o cÃlculo do fator de emissÃo mostrou que a emissÃo do Ãxido nitroso (N2O), nos diferentes tratamentos, nÃo atingiu valores prejudiciais ao ambiente. / The melon is a vegetable of great importance for the Brazilian Northeast: the region largest national producer. However, to obtain high productivity requires the use of inputs that can be harmful to the environment; of these, nitrogen fertilizers. These fertilizers release nitrous oxide, a greenhouse gas responsible for global warming. Given the importance of climate change, this paper proposes to assess the emission of nitrous in oxide yellow melon 'Goldex' cultivation fertilized with nitrogen fertilizer, at 5 and 15 days after transplanting. The experiment was conducted in a completely randomized design (CRD) with five replications. The four treatments were defined as follows: 0 (control), 1.0; 1.5 to 2 times the amount of nitrogen is recommended for each stage of this culture mentioned above. The variables analyzed were leaf area, leaf number, shoot dry weight, dry weight of the fruit, dry mass of roots, nitrous oxide flow, total soil nitrogen, plants and N (NH4+ and NO3-) soil. The variables related to plant development were subjected to regression analysis and descriptive analyzes were used (mean  standard error) for checking the nitrous oxide flow behavior. The treatments significantly affected leaf area, leaf number, dry weight of shoots, dry mass of roots, nitrogen from the shoot, nitrogen from the root of the plants and soil nitrogen. For these variables the quadratic regression model was the best fit to explain the variation of the same from the absence and presence of nitrogen fertilization. Nitrous oxide flow had irregular temporal behavior during the phase of seedlings and growing during the flowering phase. The balance of applied N revealed that only a small portion of the nutrient was recovered. The application of nitrogen in higher than recommended dosages, did not increase the production of melon. Similarly, the calculation of the emission factor showed that the emissions of nitrous oxide (N2O) in the treatments did not reach values harmful to the environment.

O aumento na concentração dos gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera está relacionado ao uso agrícola dos solos, o que tem sido responsável, ao menos em parte, pelo aquecimento global. Dois estudos foram conduzidos em experimentos de longa duração (24 e 26 anos) em condições de plantio direto (PD) e sem adição de nitrogênio (N) mineral, em um Argissolo Vermelho com o objetivo de avaliar o efeito do manejo do solo que incluem leguminosas e gramíneas em sucessão com milho [aveia/milho (A/M), ervilhaca/milho (V/M), aveia+ervilhaca/milho (A+V/M), aveia+ervilhaca/ milho+caupi (A+V/M+C) e lablab+milho (LL+M)] nas emissões de GEE no Sul do Brasil. Amostras de ar foram coletadas em câmaras estáticas e a concentração de óxido nitroso (N2O) e de metano (CH4) foi determinada por cromatografia gasosa. Simultaneamente variáveis metereológicas (temperatura do ar e precipitação pluviométrica) e parâmetros de solo (teor de NO3 -, NH4 +, C solúvel e umidade) foram avaliados a 10 cm de profundidade. No Estudo I, avaliou-se o efeito em curto prazo das emissões de GEE no período pósmanejo das plantas de cobertura de inverno (2009/10 e 2010/11). No Estudo II, foi realizada avaliação ao longo do ano das emissões de GEE dos sistemas de manejo e calculado o potencial de aquecimento global (PAG). As emissões acumuladas de N2O no período pós-manejo 2009/10 (2,86±0,43 kg N ha-1) foram aproximadamente nove vezes maiores que as observadas em 2010/11 (0,32±0,08 kg N ha-1). A emissão de N2O do solo nos tratamentos com ervilhaca (V/M, A+V/M e A+V/M+C) foi potencializada pelas freqüentes chuvas após o manejo das plantas de cobertura, as quais atrasaram a semeadura do milho em 81 dias e mantiveram maiores teores de N no solo em comparação ao tratamento com aveia (A/M). As emissões foram controladas principalmente pela porosidade preenchida por água (PPA) e pela atividade microbiana (CO2), o que indica que a desnitrificação foi o principal processo envolvido na produção de N2O no solo. No período pós-manejo 2010/11 as chuvas foram menos freqüentes que em 2009/10; o qual favoreceu a oxidação de CH4, principalmente em sistemas que incluíram leguminosas. As altas emissões de N2O do solo nos sistemas de culturas devido ao excesso de chuva durante o período pós-manejo da safra 2009/10 se refletiu nos maiores valores de PAG (emissão liquida de GEE para atmosfera). / The increase in the concentration of greenhouse gases (GHG) in the atmosphere is related to the agricultural use of soil, which has been responsible, at least in part, for global warming. Two studies were performed in long-term (24 and 26 years) experiments under no-tillage and without addition of mineral N in an Acrisol, and aimed to evaluate the effect of soil management that include legumes and grasses with maize in succession [oat/maize (O/M), vetch/maize (V/M), oat+vetch/maize (O+V/M), oat+vetch/maize+cowpea (O+V/M+C) and lablab+maize (LL+M)], on GHG emissions in Southern Brazil. Air samples were collected in static chambers and nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) concentrations determined by gas chromatography. Meteorological variables (temperature and moisture) and soil parameters (NO3 -, NH4 + and dissolved organic C content) were determined at 10 cm depth. Study I evaluated the effect of cropping systems on short-term GHG emissions in the period after winter cover crop management (post-management) (2009/10 and 2010/11). Study II evaluated GHG emissions from cropping systems on annual basis and calculated the net global warming potential (GWP). Cumulative N2O emissions in the post-management period 2009/10 (2,86±0,43 kg N ha-1) were nine times higher than cumulative emission observed in 2010/11 (0,32±0,08 kg N ha-1). Soil N2O emission in treatments that included vetch (V/M, O+V/M and O+V/M+C) was enhanced by frequent rains after winter cover crop management, which delayed corn sowing in 81 days and maintained higher levels of soil N compared to treatment with oat (O/M). N2O emissions were controlled mainly by water filled pore space (WFPS) and microbial activity (CO2), indicating denitrification as the main process involved in N2O production. In the post-management period 2010/11 rains were less frequent than in 2009/10; which favored CH4 oxidation, especially in systems that include legumes. High N2O emissions in cropping systems due to prevailing weather conditions during the post-management period 2009/10 had a positive reflection in the GWP.

Este trabalho objetiva realizar um estudo sobre a contribuição antrópica no processo de formação de gases do efeito estufa e seus possíveis reflexos sobre as mudanças climáticas, em curso no planeta Terra. Após uma pesquisa inicial sobre as causas deste fenômeno, são identificadas as iniciativas internacionais em curso para mitigação do processo de aquecimento global, propostas pela Convenção Quadro das Nações Unidas para Mudança do Clima (CQNUMC), particularmente, em relação ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) estabelecido pelo Protocolo de Kyoto. Em âmbito mundial, a contribuição de gases formadores do efeito estufa gerados nas atividades de transporte é bastante significativa ocupando o segundo lugar, atrás apenas das emissões provocadas pelas atividades industriais. Esta posição natural, somada às oportunidades existentes no território brasileiro para o uso alternativo de combustíveis oriundos de fontes renováveis e fósseis com menor nível de emissões, impulsionaram este estudo para a pesquisa das condições existentes e análise das alternativas energéticas de menor impacto ambiental Adicionalmente, foi desenvolvida uma análise da contribuição da atividade de transporte rodoviário nas emissões de gases formadores do efeito estufa (GEE), através do exemplo de um caso hipotético. Trata-se da análise comparativa dos inventários de emissões de GEE, antes e depois da conversão de motores ciclo Otto de uma frota de veículos leves, originalmente movidos à gasolina (gasool), para os combustíveis alternativos gases natural e álcool hidratado. Após análise dos resultados obtidos, em cada um dos cenários selecionados, as alternativas propostas são comparadas identificando-se a melhor opção para redução de emissões de GEE.

A emissão de gases de efeito estufa (GEE) é uma das principais causas do aquecimento global, sendo uma problemática mundial das últimas décadas. O dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e oxido nitroso (N2O) são os principais GEE e os ruminantes são uns dos maiores contribuintes com a produção desses gases no mundo, devido ao processo digestivo de fermentação entérica. Na busca de estratégias para diminuir as emissões de metano e melhorar a produtividade animal, aditivos alimentares têm sido utilizados nas dietas dos animais. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a inclusão de aditivos alimentares sobre a produção de metano determinada pela técnica do gás traçador SF6, assim como, o consumo de matéria seca, a dinâmica ruminal e a contagem total e diferencial de protozoários do rúmen. Seis vacas não-gestantes e não-lactantes, com peso vivo médio de 784 &plusmn; 87 kg e canuladas no rúmen, foram distribuídas a uma das três dietas experimentais, seguindo-se delineamento experimental em quadrado latino 3x3 replicado (n= 18 unidades experimentais), sendo os tratamentos: 1) Controle (CON): Dieta basal sem inclusão de aditivo; 2) Monensina (MON): Dieta com adição de 300 mg de monensina sódica por animal por dia; 3) Tanino (TAN): Dieta com adição de 68 g de extrato de tanino condensado de Acácia-negra (Acacia mearnsii) por animal por dia. Os alimentos foram fornecidos duas vezes ao dia, na forma de ração completa. Cada período experimental foi constituído por 21 dias, sendo 10 dias de adaptação às respectivas dietas. A partir do dia 16 até o dia 21 foram coletados os dados de consumo de matéria seca e de produção de metano, sendo este último determinado a cada 24 horas, pela técnica do gás traçador de SF6. No dia 21, coletou-se conteúdo ruminal para determinação de protozoários. Quanto à dinâmica ruminal, foi realizado o esvaziamento ruminal nos dias 10 (3 horas após alimentação matinal) e 11 (imediatamente antes da alimentação matinal) de cada período experimental. Os resultados foram analisados através do procedimento MIXED onde o modelo incluiu o efeito de tratamento como fator fixo e os efeitos de animal dentro de quadrado, quadrado e período como fatores aleatórios. Não houve diferenças significativas (P&gt;0,05) entre os tratamentos para as variáveis do consumo de matéria seca, como também, para os parâmetros de dinâmica ruminal (P&gt;0,05) (matéria seca do conteúdo ruminal, massa líquida, massa sólida, massa total, assim como taxa de desaparecimento). A emissão de metano (expressa em g/d, g/kg PV, g/kg PV0,75 ou Mcal/Ani/d) com o tratamento com monensina foi menor em relação ao tratamento controle. Para a contagem total e diferencial de protozoários foi verificado efeito de aditivo para a subfamília Diplodiniinae, sendo que, o tratamento com monensina diminuiu em 27,5% a contagem desta subfamília em relação ao tratamento com tanino. Referente ao gênero Isotricha, foi observado que os tratamentos com monensina ou com tanino diminuíram em 31 e 30% respectivamente, este gênero em relação ao tratamento controle. A adição de monensina (17 mg/kg de MSI) revela-se uma alternativa para reduzir as perdas energéticas geradas na produção de metano, assim como também na redução de protozoários, que albergam microrganismos metanogênicos. Em relação ao tanino (0,4% na dieta) acredita-se que com doses mais elevadas na dieta possa resultar numa redução da emissão de metano / The emission of greenhouse gases (GHG) is a major cause of global warming, being a worldwide concern in recent decades. Carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) are the main greenhouse gases and ruminants are one of the major contributors to the production of these gases around the world, due to the enteric fermentation process. In the search for strategies to reduce methane emissions and to improve animal productivity, food additives have been used in animal diets lately. Thus, the aim of this trial was to assess the inclusion of food additives on methane emissions in cattle, using the sulfur hexafluoride (SF6) tracer technique, as well as on dry matter intake, rumen dynamics and total and differential counts of ruminal protozoa. Six non-pregnant and non-lactating rumen-cannulated cows (784 &plusmn; 87 kg) were assigned to a replicated 3x3 Latin square (18 experimental units). Treatments were: 1) Control (CON) basal diet with no additive inclusion; 2) Monensin (MON) addition of 300 mg of sodium monensin per animal per day, 3) Tannin (TAN) addition of 68 g of concentrated extract of condensed tannin (Acacia mearnsii) per animal per day. The animals were fed total mixed ration twice daily. Each experimental period consisted of 21 days the first 10 days were used for diet adaptation. From day 16 up to 21, data about dry matter intake and methane production were collected, the latter done every 24 hours using the sulfur hexafluoride (SF6) tracer technique. On the day 21, ruminal content was sampled for protozoa determination. Regarding the rumen dynamics, the rumen was emptied on days 10 (3 hours post-morning feeding) and 11 (right before morning feeding) of each experimental period. The results were analyzed by MIXED procedure; the model included the effect of treatment as fixed factor and the effects of period, square and animal within square as random factors. There were no significant differences (P&gt;0.05) among treatments for dry mater intake variables, nor for ruminal dynamics parameters (ruminal content dry matter, liquid mass, solid mass, total mass or disappearance rate). Methane emission (expressed in g/day, g/kg LW, g/kg LW0.75 or Mcal/Ani/day) was lower for the group receiving monensin compared to the control group. For total and differential counts of protozoa, the additives affected the Diplodiniinae subfamily, i.e. monensin decreased the count of this subfamily by 27.5%, compared to tannin. Regarding the Isotricha genus, treatments with monensin or tannin decreased it by 31 and 30% respectively, compared to the control treatment. The addition of monensin (17 mg/kg DMI) revealed to be an alternative to reduce the energy lost by methane production, as well as to decrease the protozoa, which host methanogen microorganisms. Regarding tannin (0.4% in the diet), it is believed that higher doses in the diet can lead to a reduction in methane emission

O Metano (CH4) é o segundo gás de efeito estufa mais importante, com aproximadamente 40% de sua emissão proveniente de fontes naturais, enquanto as fontes antrópicas representam cerca de 60%. Sua média global em 2009 foi de 1803ppb, que representa um aumento de 5ppb em relação ao ano anterior. Neste estudo foram calculados os fluxos de CH4, utilizando medidas de perfis verticais com aviões de pequeno porte, desde a superfície até 4,4km na Bacia Amazônica, sobre Santarém (SAN), Alta Floresta (ALF), Rio Branco (RBA) e Tabatinga (TAB), por meio do Método de Integração de Coluna. Estas medidas de CH4 em escala regional até o presente momento são únicas e representam uma nova abordagem nas emissões nesta escala. As medidas em SAN foram realizadas entre 2000 e 2010 e o fluxo de CH4 encontrado para este período foi de 53,0 ± 27,9mgCH4.m-2.dia-1. Para o ano de 2010, o maior fluxo de emissão de CH4 foi observado no lado leste da Bacia Amazônica, entre a costa e SAN, 56,4 ± 22,4mgCH4.m-2.dia-1. Entre a costa e ALF, ao sul da Bacia Amazônica, o fluxo médio anual foi de 17,1 ± 2,3mgCH4.m-2.dia-1, e entre a costa e os locais TAB e RBA, no lado oeste da Bacia, foi observado um fluxo médio anual de 18,7 ± 4,2 e 19,3 ± 10,2mgCH4.m-2.dia-1, respectivamente. Extrapolando os resultados obtidos em TAB e RBA para toda a área da Bacia Amazônica (5 milhões Km2) obtêm-se uma emissão de 34,7 ± 13,5TgCH4.ano-1. Com o objetivo de determinar a influência da queima de biomassa no fluxo regional de emissão de CH4, foi utilizada a correlação 6,4ppbCO/ppbCH4 calculada neste estudo, ALF foi o local de estudo que apresentou a maior influência no fluxo de CH4 oriundo da queima de biomassa, 23% do fluxo total anual. / Methane (CH4) is the second most important greenhouse gas with approximately 40% of emission from natural sources, while anthropogenic sources account for about 60%. The global average was 1803ppb in 2009, representing an increase of 5ppb in relation to the previous year. This study calculated the fluxes of CH4, using measurements of vertical profiles with small aircraft, from the surface to 4.4km in the Amazon Basin, over Santarém (SAN), Alta Floresta (ALF), Rio Branco (RBA) and Tabatinga (TAB), using the Column Integration Technique. These measurements of CH4 at a regional scale until now are unique and represent a new approach to emissions on this scale. SAN measurements were realized between 2000 and 2010 and CH4 flux found for this period was 53.0 ± 27.9mgCH4.m-2.day-1. For the year 2010, the largest flux of CH4 emission was observed in the eastern Amazon Basin, between the coast and SAN, 56.4 ± 22.4mgCH4.m-2.day-1. Between the coast and ALF, located in the south of the Amazon Basin, the annual mean flux was 17.1 ± 2.3mgCH4.m -2.day-1, and between the coast and the local TAB and RBA on the west side of the Basin was observed an mean annual flux of 18.7 ± 4.2 and 19.3 ± 10.2mgCH4.m-2.day-1, respectively. Extrapolating the results obtained in TAB and RBA for the whole area of the Amazon Basin (5 million km2) to obtain an emission of 34,7 ± 13,5TgCH4.year-1. In order to determine the influence of biomass burning on regional emission flux of CH4, was used a correlation 6.4ppbCO/ppbCH4 calculated in this study, ALF was the site that had the most influence on the CH4 flux from the burning biomass, 23% of the total annual flux.

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

Este trabalho quantifica as emissões de CO2 decorrentes do uso energético de gás natural, álcool e derivados de petróleo tanto no nível nacional quanto regional e avalia os impactos de eventuais políticas de controle de emissões. Os resultados do trabalho apontaram tanto para o Brasil como um todo quanto para as seis regiões estudadas a ligação entre o nível de atividade e as emissões de CO2, detalhando para cada um dos energéticos considerados, a parcela das emissões totais devida à demanda final, ao consumo interindustrial e ao efeito induzido. Esta análise foi complementada pelo cálculo das elasticidades das emissões a uma variação na demanda final, a qual possibilitou, por meio dos impactos totais e distributivos identificar os setores-chave nas emissões originadas de cada um dos insumos energéticos tanto para o Brasil como um todo quanto para cada uma das regiões estudadas. Foram também realizadas simulações no intuito de avaliar os efeitos na economia tanto no nível nacional quanto no nível regional de um eventual controle sobre as emissões imposto sobre os vários setores da economia. O trabalho também investigou os efeitos sobre os preços de um imposto hipotético sobre emissões e o trade off entre geração de empregos e emissões. / This work quantifies the CO2 emissions from energy use of natural gas, alcohol and oil derived products at a national and regional level and evaluates the impacts of eventual policies for emissions control. The results pointed the connection between the activity level and the emissions of CO2 for each energy input considered for Brazil as a whole and for its six regions detailing the portion of the total emissions caused by final demand, interindustry consumption and household consumption. This analysis was complemented by the calculation of the emissions elasticities related to a percent change in final demand, which made possible to access the total and distributive impacts on each sector. Through these impacts were possible to identify the key-sectors regarding to the emissions from each one of the energy inputs in Brazil as a whole and in each one of its regions. The model was also used to make simulations in order to evaluating the economic effects (in each sector located in each area) of a hypothetic control on emissions. The work also investigated the effects on prices of a hypothetical emissions tax and the trade off between employment generation and emissions.