Orientadores: Enrique Ortega Rodriguez, Ivan Bergier Tavares de Lima / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:57:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Buller_LuzSelene_M.pdf: 2995716 bytes, checksum: 7169eaed43d8a521a5154da2d23578ea (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O Pantanal ocupa uma área extensa do Brasil em torno de 140.000 km²; seus ecossistemas são caracterizados por áreas com alagamento periódico, campos inundados constantemente e ambientes aquáticos naturais com lagoas (baías), rios e canais (vazantes e corixos); não existem quedas d¿ água para a geração de energia elétrica dentro da bacia. Em virtude das áreas alagadas existem poucas vias para o abastecimento de combustíveis para as fazendas produtoras que, assim, dependem fortemente de diesel e lenha como fonte de energia. Além disso, as cidades da região dependem da energia elétrica originária de outros estados da federação e a produção industrial (cimento e ferro gusa) é baseada em carvão vegetal, cuja origem é questionável, possivelmente do desmatamento do Cerrado. O uso de fontes alternativas de biomassa produzidas localmente poderia amenizar a carência energética no Pantanal. O aguapé, que se desloca nas lagoas e rios do Pantanal na forma de ilhas flutuantes, pode ser uma fonte alternativa de biomassa para a obtenção de combustíveis sólidos, líquidos e gasosos renováveis produzidos e distribuídos localmente. Esta pesquisa objetivou uma análise do ciclo de vida do aguapé na região de Corumbá mediante estudos teóricos que permitiram modelar e simular a dinâmica de crescimento (nas baías e margens dos rios) e de decaimento do aguapé (decomposição), elaborar cenários de colheita sustentável e dos mecanismos de remoção de nutrientes pelo aguapé em diferentes épocas do ano e realizar a avaliação emergética da produção natural de biomassa e de produtos derivados da conversão termoquímica desta biomassa, bio-óleo e bio-carvão. O estudo foi complementado com uma avaliação econômica de uma unidade industrial de pirólise rápida de biomassa. Os resultados obtidos permitem que tomadores de decisão avaliem de modo sistêmico a viabilidade ambiental e econômica da criação de um sistema para extração e aproveitamento de biomassa de aguapé. Os níveis de colheita estudados e os indicadores emergéticos e econômicos apontam para a viabilidade ecológica e econômica de um sistema operando com extração de 1% da biomassa de aguapé escoada no rio Paraguai. Para níveis maiores de extração, os resultados trazem à tona questões que requerem estudos adicionais a fim de garantir uma visão ecológica sobre a exploração de recursos naturais do Pantanal que é um importante provedor de serviços ambientais. As interferências na região devem ser baseadas em mecanismos de monitoramento contínuo dos impactos ambientais e socioeconômicos da atividade antrópica e em premissas de responsabilidade socioambiental no longo prazo / Abstract: Pantanal covers an extensive area of Brazil, around 140.000 km²; its ecosystems are characterized by periodic flooded areas, permanently flooded fields and natural aquatic environments with bays, rivers, streams and channels (locally denominated ¿vazantes¿ and ¿corixos¿); there are no water falls for power generation within the basin. Because of the flooded areas there are few routes for fuel supply to farms that rely heavily on diesel fuel as an energy source. In addition, the cities of the region depend on the energy originated in other states of the federation and its industrial production (cement and cast iron) is based on charcoal, whose origin is questionable, possibly from the deforestation of the Cerrado (Brazilian Savanna). The use of alternative sources based on biomass locally produced could ease energy shortages in the Pantanal. Water hyacinth, which flows in the lakes and rivers of Pantanal in the form of floating islands, can be an alternative source of biomass to obtain solid, liquid and gaseous renewable fuels locally produced and distributed. This research aimed the analysis of water hyacinth life cycle in Corumbá by theoretical studies that allowed to model and to simulate the growth dynamics (in the bays and riverbanks) and water hyacinth decay (decomposition), to elaborate scenarios of sustainable harvesting level and mechanisms of nutrient removal by water hyacinth at different periods of the year and to perform the emergy evaluation of the natural production of biomass and of the industrial products derived from the thermochemical conversion of biomass, bio-oil and biocharcoal. The study was complemented with an economic evaluation of one plant of biomass fast pyrolysis. The results allow decision makers to systemically evaluate the environmental and economic feasibility of a system for extraction and utilization of water hyacinth biomass. Harvest levels studied and emergy and economic indicators obtained indicate the ecological and economic feasibility of an operating system with extraction of 1% of the water hyacinth biomass that flows in Paraguay River. For higher levels of extraction, the results bring to light issues that require further investigation to ensure an ecological view of the exploitation of natural resources of Pantanal that is a leading provider of environmental services. The interference in the region should be based on mechanisms for continuous monitoring of environmental and socioeconomic impacts of human activity and on premises of social and environmental responsibility in the long term / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Enrique Ortega Rodriguez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T16:40:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Takahashi_Fabio_D.pdf: 40746551 bytes, checksum: 8bd4dcf5734dccf888245cfdc1891ae1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este estudo utilizou a metodologia emergética para avaliar 39 culturas agrícolas de manejo convencional e 15 culturas agrícolas de manejo orgânico com o objetivo de traçar um perfil da sustentabilidade de alguns produtos da agricultura brasileira. Todas as avaliações foram arquivadas em um banco de dados que pode ser acessado em uma página web dinâmica que foi desenvolvida para divulgar os resultados deste trabalho e permitir que o usuário crie suas próprias avaliações emergéticas de sistemas agrícolas. Na primeira etapa da análise dos resultados, os sistemas foram agrupados em 5 categorias; a) oleaginosas b) grãos c) frutas d) hortaliças, raízes e tubérculos e) hortaliças orgânicas. Técnicas de mineração de dados foram utilizadas para interpretar todo o conjunto de resultados com o objetivo de encontrar relações entre os indicadores emergéticos que classificassem os sistemas de acordo com o manejo e em categorias sugeridas por especialistas de acordo com os valores dos índices emergéticos. A avaliação emergética mostra o melhor desempenho das culturas orgânicas quando comparadas com as culturas de manejo convencional. A mineração de dados se mostrou uma ferramenta eficiente para avaliação de todos os resultados encontrados nesse trabalho, pois foi possível encontrar relações dos indicadores emergéticos que descrevem o comportamento dos sistemas e os classificam em grupos encontrados pela clusterização (sistemas convencionais e sustentáveis; sistemas orgânicos e sustentáveis; sistemas insustentáveis) e também em categorias de acordo com os indicadores emergéticos propostos por especialistas / Abstract: This study used the emergy methodology for assessing 39 conventional crops and 15 organic crops in order to draw a profile of sustainability of some products of Brazilian agriculture. All evaluations were stored in a database that can be accessed in a dynamic web page developed to disseminate the results of this study and allow the user to create his own evaluation of agricultural systems. In the first step of analysis of the results, the systems were grouped into 5 categories: a) oil plants b) fruits c) grains d) vegetables and tubers e) organic. Data mining techniques were used to interpret the whole set of results in order to find relationships among the emergy indicators to classify the systems according to the management and groups established by experts in accordance with the values of emegy indices. The emergy evaluation shows a better performance of organic crops compared with conventional crops. Data mining has proven an effective tool for evaluation of all results found in this study. It was possible to find relations of emergy indicators that describe the behavior of systems and classify them into groups found by clustering ( conventional and sustainable systems; organic and sustainable systems; unsustainable systems) and also into categories according to emergy indicators proposed by experts / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

O processo de restauração ecológica utiliza recursos da natureza e da economia para promover a recuperação de áreas degradadas, característica decorrente do esgotamento local dos recursos naturais renováveis. Frente às adversidades e dos custos ambientais e econômicos para que estas áreas possam ser recuperadas, este estudo objetivou desenvolver a avaliação Emergética que contabiliza não só o trabalho da economia, mas também o trabalho da natureza, na mesma unidade de medida, para avaliar o processo de restauração ecológica em áreas do Pontal do Paranapanema, sudoeste do Estado de São Paulo, Brasil. Testou-se a hipótese de que estes trabalhos de restauração, norteados pelas características da dinâmica das florestas tropicais naturais, contribuem para a restauração dos bens e serviços ecossistêmicos nestas áreas. Os resultados evidenciam que as operações de restauração investem muitos recursos da economia não renováveis, o que caracteriza a baixa renovabilidade deste processo nos primeiros anos (em torno de 30%). A economia contribui com 82% dos investimentos no 1º ano e 78% no 2º ano. O uso de herbicida representa o maior investimento de materiais não renováveis. A somatória dos bens restaurados avaliados variam de 153,93 EmUS$/ha a 328.283,16 EmUS$/ha e somatória dos serviços restaurados avaliados variam de 366,63 EmUS$/ha.ano a 1.736,47 EmUS$/ha.ano, para áreas em processo de restauração com idade de 1,5 a 26 anos, respectivamente. Os resultados para o ecossistema de referência, o Parque Estadual do Morro do Diabo, chegam a 5.981,64 EmUS$/ha.ano para a prestação de serviços ecossistêmicos e 422.915,69 EmUS$/ha referente ao estoque de bens ecossistêmicos. Diante dos resultados, conclui-se que a busca por uma alternativa renovável ao uso de herbicidas é o principal desafio para aumentar a renovabilidade no curto prazo do processo de restauração ecológica. A valoração da restauração dos bens e serviços ecossistêmicos permitiu comprovar a hipótese de que os trabalhos de restauração ecológica, embasados na dinâmica da floresta tropical natural, restauram bens e serviços ecossistêmicos no Pontal do Paranapanema. / The ecological restoration process uses nature\'s and economy resources to promote the recovery of degraded areas, characteristic resulting from the local exhaustion of renewable natural resources. In the face of adversity and the environmental and economic costs for these areas can be retrieved, this study aimed to develop Emergy evaluation that accounts for not only the work of the economy, but also the work of nature, in the same unit of measurement to assess the process ecological restoration in the Pontal do Paranapanema areas, southwest of the State of São Paulo, Brazil. We tested the hypothesis that these restoration works, guided by the dynamic characteristics of natural tropical forests, contribute to the restoration of the ecosystems goods and services in these areas. The results show that restore operations invest a lot of resources of non-renewable economy, which characterizes the low renewability of this process in the early years (around 30%). The economy accounts for 82% of investments in the 1st year and 78 % at 2st year. The use of herbicide is the biggest investment of non-renewable materials. The sum of stocks restored evaluated range from 153.93 EmUS$/ha to 328,283.16 EmUS$/ha and the sum of the assessed restored services range from $ 366.63 EmUS$/ha.year the 1736.47 EmUS$/ha.year to areas where restoration process aged 1.5 to 26 years, respectively. The results for the reference ecosystem, the State Park of Morro do Diabo, reach 5981.64 EmUS$/ha year for the provision of ecosystem services and 422,915.69 EmUS$/ha referring to the stock of ecosystem goods. Given the results, we conclude that the search for a renewable alternative to herbicides is the main challenge to increase in the short term renewability of the ecological restoration process. The valuation of assets and restoration of ecosystem services helped to check the hypothesis that the ecological restoration work, based on the dynamics of natural tropical forest are restore ecosystem goods and services in the Pontal do Paranapanema.

O processo de restauração ecológica utiliza recursos da natureza e da economia para promover a recuperação de áreas degradadas, característica decorrente do esgotamento local dos recursos naturais renováveis. Frente às adversidades e dos custos ambientais e econômicos para que estas áreas possam ser recuperadas, este estudo objetivou desenvolver a avaliação Emergética que contabiliza não só o trabalho da economia, mas também o trabalho da natureza, na mesma unidade de medida, para avaliar o processo de restauração ecológica em áreas do Pontal do Paranapanema, sudoeste do Estado de São Paulo, Brasil. Testou-se a hipótese de que estes trabalhos de restauração, norteados pelas características da dinâmica das florestas tropicais naturais, contribuem para a restauração dos bens e serviços ecossistêmicos nestas áreas. Os resultados evidenciam que as operações de restauração investem muitos recursos da economia não renováveis, o que caracteriza a baixa renovabilidade deste processo nos primeiros anos (em torno de 30%). A economia contribui com 82% dos investimentos no 1º ano e 78% no 2º ano. O uso de herbicida representa o maior investimento de materiais não renováveis. A somatória dos bens restaurados avaliados variam de 153,93 EmUS$/ha a 328.283,16 EmUS$/ha e somatória dos serviços restaurados avaliados variam de 366,63 EmUS$/ha.ano a 1.736,47 EmUS$/ha.ano, para áreas em processo de restauração com idade de 1,5 a 26 anos, respectivamente. Os resultados para o ecossistema de referência, o Parque Estadual do Morro do Diabo, chegam a 5.981,64 EmUS$/ha.ano para a prestação de serviços ecossistêmicos e 422.915,69 EmUS$/ha referente ao estoque de bens ecossistêmicos. Diante dos resultados, conclui-se que a busca por uma alternativa renovável ao uso de herbicidas é o principal desafio para aumentar a renovabilidade no curto prazo do processo de restauração ecológica. A valoração da restauração dos bens e serviços ecossistêmicos permitiu comprovar a hipótese de que os trabalhos de restauração ecológica, embasados na dinâmica da floresta tropical natural, restauram bens e serviços ecossistêmicos no Pontal do Paranapanema. / The ecological restoration process uses nature\'s and economy resources to promote the recovery of degraded areas, characteristic resulting from the local exhaustion of renewable natural resources. In the face of adversity and the environmental and economic costs for these areas can be retrieved, this study aimed to develop Emergy evaluation that accounts for not only the work of the economy, but also the work of nature, in the same unit of measurement to assess the process ecological restoration in the Pontal do Paranapanema areas, southwest of the State of São Paulo, Brazil. We tested the hypothesis that these restoration works, guided by the dynamic characteristics of natural tropical forests, contribute to the restoration of the ecosystems goods and services in these areas. The results show that restore operations invest a lot of resources of non-renewable economy, which characterizes the low renewability of this process in the early years (around 30%). The economy accounts for 82% of investments in the 1st year and 78 % at 2st year. The use of herbicide is the biggest investment of non-renewable materials. The sum of stocks restored evaluated range from 153.93 EmUS$/ha to 328,283.16 EmUS$/ha and the sum of the assessed restored services range from $ 366.63 EmUS$/ha.year the 1736.47 EmUS$/ha.year to areas where restoration process aged 1.5 to 26 years, respectively. The results for the reference ecosystem, the State Park of Morro do Diabo, reach 5981.64 EmUS$/ha year for the provision of ecosystem services and 422,915.69 EmUS$/ha referring to the stock of ecosystem goods. Given the results, we conclude that the search for a renewable alternative to herbicides is the main challenge to increase in the short term renewability of the ecological restoration process. The valuation of assets and restoration of ecosystem services helped to check the hypothesis that the ecological restoration work, based on the dynamics of natural tropical forest are restore ecosystem goods and services in the Pontal do Paranapanema.

Orientador: Enrique Ortega Rodriguez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:41:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Takahashi_Fabio_M.pdf: 1666534 bytes, checksum: e3f3856c1777c40bd5655d85ba32fcef (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de ferramentas computacionais para a realização da avaliação emergética de sistemas agrícolas utilizando as tecnologias XML, XSLT, Java, JSP, Struts e banco de dados MySQL. Na primeira etapa do trabalho, foram desenvolvidos documentos XML para representar os sistemas de agricultura química da Flórida e do Brasil. Um arquivo XSLT foi criado para processar e calcular o fluxo de emergia para cada recurso e visualizar os resultados utilizando o navegador Internet Explorer. As informações registradas nos arquivos XML são: tipo de recurso (contribuição da natureza e da economia humana), quantidade utilizada, unidade de medida, fator de conversão de unidades e transformidades solares. A análise emergética dos sistemas agrícolas pode ser feita de maneira fácil, através da modificação dos campos ¿quantidade de recursos utilizados¿ nos arquivos XML. Na segunda etapa um aplicativo java foi desenvolvido para abrir os arquivos XML e modificar esses campos. Na terceira etapa foram desenvolvidas páginas web dinâmicas utilizando-se as tecnologias JSP e Struts. Com esta ferramenta o usuário pode escolher o sistema, alterar os valores dos recursos utilizados, gravar esses dados no banco de dados e visualizar os resultados. As principais conclusões deste trabalho são: (a) a utilização da tecnologia XML e Java facilita a análise emergética dos sistemas agrícolas; (b) disponibilizando estas ferramentas na internet, o diagnóstico emergético pode ser difundido e amplamente utilizado, sem perder seus padrões de qualidade; (c) esta metodologia pode ser adaptada para representar todos os sistemas agrícolas brasileiros, incluindo os modelos ecológicos como também os químicos / Abstract: This work had the goal of developing computational tools to make the emergy evaluation of agricultural systems using the technologies XML, XSLT, Java, JSP, Struts and the MySQL database. At the first stage of this work, XML documents were developed to represent the chemical agricultural systems of Florida and Brazil. A XSLT archive was created to process and to calculate the emergy flows for each resource and to visualize the results using the Internet Explorer Navigator. The information stored on the XML archives are: type of resources (contribution of nature and economy), amount used, units of measure, units conversion factors and solar transformities. The emergy analysis of agricultural systems can be done in an easy way, through the modification of the ¿quantity of resources used¿ fields on the XML archives. At the second stage, a java application was developed to open the XML archives and to modify these fields. At the third stage dynamic web pages were developed using the technologies JSP and Struts. With this tool the user can choose the system, modify the values of used resources, save these data on the database and visualize the results. The main conclusions of this work are: (a) the use of XML and Java technologies make easier the emergy analysis of agricultural systems; (b) making these tools available at the internet, the emergy diagnosis can be spread out and widely used, without losing its quality standards; (c) these methodologies can be adapted to represent all the Brazilian agricultural systems, including the ecological models as well as the chemical models / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos