Resumo: O preparo do solo tem sido apontado como uma das práticas que causam perda adicional de carbono do solo para a atmosfera na forma de CO2, o principal gás do efeito estufa ampliado. Neste trabalho são estudados alguns aspectos da emissão de CO2 do solo de áreas agrícolas na região de Jaboticabal, SP, Brasil. Os experimentos foram realizados em duas áreas onde estudou-se o efeito do preparo do solo com arado de disco seguido de grade niveladora (convencional), escarificador de arrasto conjugado com rolo destorroador (reduzido) e enxada rotativa sobre as emissões de CO2 do solo. No experimento conduzido com a enxada rotativa, foi considerada sua aplicação sobre parcela com e sem palha de cana-de-açúcar, sendo o efeito da presença ou não de palha na superfície do solo sobre as emissões de CO2 também investigada. Já no experimento que contemplou o preparo convencional e reduzido as emissões totais indicaram que o sistema de preparo arado de disco seguido de grande niveladora foi o mais impactante, resultando em uma perda de carbono do solo próxima a 71 g m-2 (260 g CO2 m-2) em 2 semanas. Com relação à influência da palha sobre as emissões após preparo, essas foram significativas aumentando a emissão em 36% acima daquela da parcela após preparo sem palha. Os resultados apresentaram, invariavelmente, uma queda da emissão de CO2 do solo ao longo do tempo após preparo, que foi melhor modelada em um dos experimentos a partir de uma função exponencial decrescente no tempo somente, enquanto no outro experimento por uma função combinada, exponencial decrescente no tempo e dependência linear com temperatura e umidade do solo, foi a que melhor ajustou-se as variações temporais da emissão após preparo / Abstract: Soil tillage has been presented as one of the practices responsible for the additional release of carbon from soil to atmosphere as CO2, the major gas of the enhanced greenhouse effect. This work investigates several aspects of soil CO2 emission in agricultural areas in Jaboticabal region, São Paulo State, Brazil. The experiments were conducted in two fields, where the effect on soil CO2 emissions was studied for tillage employing disk plow followed by offset disk harrow, chisel plow followed by clod break roller and rotary tillage. In the rotary tillage experiment, plots with and without sugarcane trash on the surface were considered, being the effect of the presence of crop residues on soil CO2 emission also evaluated. In the experiment comparing conventional and reduced tillage, total emissions indicated that the conventional tillage (disk plow followed by offset disk harrow) was the most impacting tillage system, resulting in a total carbon emission of 71 grams m-2 (260 g CO2 m-2) in 2 weeks after tillage. Concerning the influence of sugarcane trash on emissions after tillage, emissions were significant, increasing 36% over the plot without residues of the crop. In all cases, results consistently showed a decrease in soil CO2 emission in time after tillage, which was best modeled by an exponential decay in time after tillage only, for one of the experiments, while a combined function of exponential decay in time and linear dependence on temperature and soil moisture, in the other experiment, was the best for fitting the temporal variation of emission after tillage / Orientador: Newton La Scala Júnior / Coorientador: Afonso Lopes / Banca: José Marques Júnior / Banca: Maurício dos Santos Simões / Mestre

Estudos têm mostrado que a intensificação do efeito estufa nos últimos anos vem ocasionando um aumento do aquecimento global com reflexos no clima que, por conseguinte, podem comprometer a vida no planeta. Tal intensificação se dá em função do acréscimo na concentração dos gases de efeito estufa proveniente de atividades antrópicas. Esta pesquisa visa quantificar a contribuição das emissões de gases do efeito estufa, lançados por uma empresa do setor metal-mecânico, situada no município do Rio de Janeiro RJ, além de propor cenários nos quais tais emissões podem ser compensadas. A quantificação foi concretizada através da utilização de metodologia elaborada pelo IPCC. A proposta de compensação das emissões se deu através da substituição de combustíveis utilizados em veículos, implantação de produção de energia por sistema fotovoltaico, biodigestão de efluentes domésticos e reflorestamento. A justificativa da pesquisa baseia-se na contribuição para a mitigação da intensificação do efeito estufa, do aquecimento global e das mudanças climáticas, o que conseqüentemente pode colaborar para a conservação da vida na Terra. Do total de emissões lançadas na atmosfera pela empresa em estudo, no ano de 2008, foi obtido um valor de 422 toneladas de CO2 equivalente, sendo 177 toneladas pelo consumo de combustíveis dos meios de transporte, 87 toneladas pelos resíduos gerados, 2,2 toneladas pelos efluentes gerados, 8,81 toneladas por consumo de energia elétrica e 148 toneladas por processos industriais internos. No cenário onde se contempla as medidas mitigadoras, tais emissões são reduzidas a 349 toneladas de CO2 equivalente. Caso seja empregado o reflorestamento como única forma de neutralização total de emissões da empresa em estudo, faz-se necessária a recuperação vegetal de uma área com 1,33 hectares de extensão. Esta alternativa pode se mostrar vantajosa em curto prazo por não acarretar maiores modificações na rotina dos processos industriais. No entanto, caso a Metal Master opte apenas pelo reflorestamento e mantenha o padrão de emissões semelhante ao ano de 2008, ao longo dos anos, será necessária uma vasta extensão de território reflorestado em relação aos valores pré-estabelecidos. Este fato denota a importância de modificações no ambiente industrial, de modo a permitir a neutralização em longo prazo. / Studies have shown that the intensification of the greenhouse effect in recent years has caused a rise in global warming with effects on climate, therefore, may compromise the life on the planet. This intensification is a function of the increase in concentration of greenhouse gases from human activities. This research aims to quantify the contribution of emissions of greenhouse gases, released by a company in the metal-mechanic, in Rio de Janeiro - RJ, propose scenarios in which these emissions can be offset. Quantification was achieved by using methodology developed by the IPCC. The offer of emissions is given by replacing the fuel used in vehicles, implementation of energy production by photovoltaic system, digestion of domestic sewage and reforestation. The justification of the research is based on contribution to the alleviation of the intensifying greenhouse effect, global warming and climate change, which consequently may help to preserve life on Earth. Of the total emissions into the atmosphere by the company under study, in 2008, was obtained a value of 422 tonnes of CO2 equivalent, with 177 tonnes from fuel consumption by transport, 87 tonnes from the waste generated, 2,2 tonnes from effluents generates, 8.81 tons from consumption of electricity and 148 tonnes from domestic industrial processes. In the scenario where we contemplate the mitigation measures, such emissions are reduced to 349 tonnes of CO2 equivalent. If employee reforestation as the only way to neutralize the emissions of the company, it is necessary to restore plant to an area of 1,33 hectares. This alternative may prove advantageous in the short term it does not cause major changes in routine processes. However, if Metal Master chooses only by reforestation and keep the emissions standard similar to the year 2008, over the years will require a vast expanse of land reforested. This fact indicates the importance of changes in the industrial environment, to allow the circumvention of long-term.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoelNG.pdf: 2105058 bytes, checksum: 962e04f5bc007f4ee28c0e1f7973dece (MD5) Previous issue date: 2010-02-03 / The technical and economic viability of solar heating for swimming pools is unquestionable, besides there it replaces the high costs and environmental impacts of conventional supply of energy, and it improves an optimization in the pool heating uses. This work applies the principles of the greenhouse effect: advanced thermodynamics, heat retention and equalization of temperature, to optimize the solar heating equipment, reducing the area required by collectors as much as 40% (still estimated value) for commercial collectors, with minor architectural and aesthetic impacts on the environment. It features a solar heating alternative in pools, whose main characteristics: low cost, simplicity in manufacturing and assembly and a faster heating. The system consists of two collectors spiral hoses made of polyethylene with a hundred meters each, and working on a forced flow, with only one pass of the working fluid inside the coils, and is used to pump itself treatment of pool water to obtain the desired flow. One of the collectors will be exposed to direct solar radiation, and the other will be covered by a glass slide and closed laterally, so providing the greenhouse effect. The equipment will be installed in parallel and simultaneously exposed to the sun in order to obtain comparative data on their effectiveness. Will be presented results of thermal tests for this the two cases, with and without transparent cover. Will be demonstrated, by comparison, the thermal, economic and material feasibility of these systems for heating swimming pools. / A viabilidade t?cnica e econ?mica do aquecimento solar para piscinas ? inquestion?vel, al?m da substitui??o da energia el?trica convencional, de altos custos e impactos ambientais, gera uma otimiza??o do uso da piscina. Este trabalho aplica os princ?pios do efeito estufa: isola??o termodin?mica, reten??o do calor e equaliza??o da temperatura interna, busca otimizar o equipamento de aquecimento solar, reduzindo a ?rea requerida pelos coletores em at? 40% (valor ainda estimado) em rela??o aos coletores comerciais, com menores impactos est?ticos e arquitet?nicos que s?o negativos no ambiente. Apresenta um sistema solar de aquecimento alternativo em piscinas, que tem como principais caracter?sticas; baixo custo, simplicidade nos processos de fabrica??o e montagem e um aquecimento mais r?pido. O sistema ? constitu?do por dois coletores espirais constru?dos em tubos flex?veis de polietileno, com extens?o de 100 metros cada uma, e trabalha em regime de fluxo for?ado, com apenas uma passagem do fluido de trabalho no interior das espirais, e ? utilizada a pr?pria bomba de tratamento de ?gua da piscina para a obten??o do fluxo pretendido. Um dos coletores ser? exposto diretamente ? radia??o solar, e o outro ser? coberto por um lamina de vidro e fechado lateralmente, de forma propiciar o efeito estufa. Os equipamentos ser?o instalados em paralelo e expostos simultaneamente ao sol, de forma se obter dados comparativos de suas efici?ncias. Ser?o apresentados resultados t?rmicos de ensaios realizados para os dois casos, com e sem cobertura transparente. Ser?o demonstradas comparativamente, as viabilidades t?rmica, econ?mica e de materiais destes sistemas para aquecimento de piscinas.

A presente dissertação discute as questões relacionadas à intensificação das mudanças climáticas por causas antrópicas conforme a evolução no uso dos recursos naturais, inovações nos processos produtivos, transformações econômicas, sociais, culturais, políticas e, especialmente ambientais. Aborda a comercialização dos créditos de carbono através de projetos de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), um dos mecanismos de flexibilização criados pelo Protocolo de Kyoto. No contexto de mudanças climáticas, uma matriz energética que utilize fontes de energia que não emitam gases causadores do efeito estufa (GEE) se mostra uma importante estratégia de desenvolvimento sustentável. Sob essa perspectiva, a energia nucleoelétrica é apresentada como uma alternativa viável aos combustíveis fósseis, considerando que esta é uma energia limpa e compatível com a perspectiva de desenvolvimento sustentável. A Fábrica de Combustível Nuclear (FCN), localizada em Resende (Rio de Janeiro), pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil (INB), é um conjunto de sofisticadas fábricas nas quais se processam etapas importantes do ciclo do combustível nuclear. Na FCN, o Centro Zoobotânico realiza a gestão das atividades voltadas para a conservação da natureza tais como o Programa de Recuperação de Mata Ciliar, Reflorestamento e Fauna. O Relatório de inventário das emissões diretas e indiretas de GEE da FCN, elaborado pela INB para o ano de 2008, permite a auto-avaliação da empresa, retratando a preocupação corporativa com as questões relativas às mudanças climáticas. Segundo este Relatório, o total de emissões de GEE quantificado corresponde a 12,14% da capacidade total de sequestro de dióxido de carbono, no período de Janeiro a Dezembro de 2008. A proteção de florestas e a plantação de árvores são componentes essenciais de qualquer estratégia global para mitigação da mudança climática, e a participação da INB no mercado de crédito de carbono pode proporcionar externalidades positivas, tais como ganhos de imagem, adequação a padrões ambientais e melhoria do relacionamento com a sociedade. / This dissertation discusses issues related to intensification of climate change by anthropogenic causes for the evolution in use of natural resources, innovations in production processes, economic, social, cultural, political and especially environmental. Approaches marketing of carbon credits through projects of Clean Development Mechanism (CDM), one of the flexible mechanisms created by the Kyoto Protocol. In context of climate change, an energy matrix that uses energy sources that do not emit greenhouse gases (GHG) proves an important strategy for sustainable development. From this perspective, the nuclear-electric energy is presented as a viable alternative to fossil fuels, considering that this is a clean energy and compatible with sustainable development perspective. The Nuclear Fuel Factory (FCN), located in Resende (Rio de Janeiro), belonging to the Nuclear Industries of Brazil (INB), is a sophisticated set of factories where important steps of nuclear fuel cycle are processed. In FCN, the Zoobotanical Center performs the management of activities for conservation of natures, as the Recovery Program of Riparian Vegetation, Forestry and Wildlife. The report of inventory of direct and indirect emissions of greenhouse gases from FCN, produced by INB for the year 2008, allows the self-assessment of the company,portraying the corporate preoccupation with issues related to climate change. According to the report, total GHG emissions measured corresponds to 12.14% of the total capacity of sequestration of carbon dioxide in the period January to December 2008. Protecting forests and planting trees are essential components of any comprehensive strategy for mitigating climate change and the share of INB in the carbon credit market can provide positive externalities, such as earnings picture, fitness for environmental standards and improving the relationship with society.

As concentrações do gás óxido nitroso (N2O), um importante agente do efeito estufa, têm aumentado significativamente nos últimos cem anos. As razões para este aumento atmosférico de N2O se encontram parcialmente inexplicadas e esta lacuna ainda é mais grave em relação aos ambientes aquáticos. Este trabalho teve como objetivo quantificar os fluxos de N2O entre a atmosfera e as águas de alguns rios da Bacia Amazônica. As áreas de estudo estão localizadas na Amazônia Brasileira, nos estados de Rondônia e Amazonas. Os rios foram amostrados mensalmente, entre setembro de 2005 e fevereiro de 2006. A água dos rios foi coletada por meio de bombas de imersão, no meio do canal, a 60% da profundidade total, contada a partir da superfície. Para evitar o contato com o ar, as amostras eram colocadas em frascos de 2 L preenchidos com 60 mL de N2 . O método denominado headspace foi utilizado a fim de equilibrar o N2O dissolvido com o N2. Para transporte ao laboratório, 25 mL do gás resultante eram transferidos para dentro de frascos de penicilina selados. Amostras do ar atmosférico foram coletadas cerca de um metro acima da água e estocadas da mesma maneira. As concentrações de N2O foram quantificadas por cromatografia gasosa, em equipamento Shimadzu GC-14. Para calcular o fluxo evasivo do N2O utilizou-se o modelo teórico de fluxo difusivo. Em um setor da bacia do rio Ji-Paraná (até o município de Ji-Paraná), com uma área de drenagem de 32.793 km2, observaram-se fluxos de N2O anuais de 0,33.105 mol, resultando em uma emissão para a atmosfera de cerca de 0,46Mg N.ano-1. No rio Negro, com uma área de drenagem de 69.6808 km2, os fluxos anuais de N2O foram da ordem de 3,32.105 mol N2O, e a emissão de N para atmosfera de 4,64 Mg.ano-1. Nos 2.147.736 km2 da bacia do rio Solimões estes valores foram de 4,05.105 mol N2O.ano-1 e cerca de 5,67 MgN.ano-1, respectivamente. Comparados ao transporte de N pela descarga, estes valores representam uma fração muito pequena do ciclo deste elemento nas bacias de drenagem destes rios. / The concentrations of nitrous oxide (N2O), an important component of the greenhouse effect, have significantly increased in the last hundred years. The reasons for this atmospheric increase in N2O are still partially not explained and this uncertainty is worse in relation to aquatic environments. The objective of this study was to quantify fluxes of N2O from rivers of the Amazon to the atmosphere. The studied area is located in the Brazilian Amazon, in the states of Rondônia and Amazonas. The rivers were monthly sampled from September 2005 to February 2007. River water was collected with immersion pumps, lowered in the middle of the channel to 60% of total depth. To avoid contact with air, water was pumped into a 2 L graduated cylinder, from which the samples were taken with a 60 mL syringe pre-filled with N2. A headspace metodology was used to equilibrate the dissolved N2O with N2, within the syringe. The resulting gas sample was stored in evacuated and sealed 25 mL vials. Atmospheric samples were taken from one meter above the water column and stored the same way. N2O concentrations were determined within 15 days of collection on a Shimadzu GC-14 ?Green House Analyzer?. A theoretical diffusive flux model was used to calcule N2O fluxes. At the sector of the Ji-Paraná river basin constrained upstream from the county of Ji- Paraná, with an area of 32,793 km2, annual fluxes of N2O were on the order of 0.33 mol.year-1, which resulted in an emission to the atmosphere of 0.46 MgN.year-1. In the Negro basin, which encompasses an area of 69,6808 km2, fluxes were an order of magnitude higher, 3.33.105 mol.N2O.year-1, resulting in an annual emission of 4.64 MgN. At the 2,147,736 km2 of the Solimões basin, these values were, respectively 4.05.105 mol N2O and 5.67 MgN.year-1. Compared to the values of N exported in discharge, these fluxes constitute a small fraction of the nitrogen cycle in these basins.

nÃo hà / O CO2 lanÃado na atmosfera pela atividade antropogÃnica à considerado o maior agente causador da mudanÃa climÃtica. No mundo todo, as usinas termoelÃtricas sÃo as maiores fontes estacionÃrias de emissÃes de CO2. Segundo algumas previsÃes, atà 2100, os efeitos climÃticos podem se tornar irreversÃveis com consequÃncias desastrosas para todos os ecossistemas do planeta. Assim, à essencial a pesquisa de formas de fixaÃÃo do CO2 atravÃs da captura e armazenamento ou por processos naturais de reciclagem de carbono. A integraÃÃo entre processos emissores de CO2 e processos que utilizam o CO2 como matÃria-prima pode ser implementada dentro do princÃpio da Ecologia Industrial. Segundo esse conceito, o resÃduo de uma indÃstria à usado como matÃria-prima de outra, de modo que o impacto ambiental do sistema ampliado seja reduzido ao mÃnimo. O objetivo do presente trabalho foi o de realizar uma avaliaÃÃo tÃcnico-econÃmica do potencial de rotas tecnolÃgicas para reciclagem das emissÃes de CO2 em termoelÃtricas a gÃs natural pelo uso de microalgas. Para essa finalidade foram selecionadas duas rotas de reciclagem de CO2, analisadas cada uma, em dois cenÃrios alternativos (R1C1, R1C2, R2C1 e R2C2). A primeira rota està inserida no contexto da geraÃÃo de energia ou produtos quÃmicos pela tecnologia NGCC, enquanto que a segunda rota visa a produÃÃo do biohidrogÃnio. A avaliaÃÃo foi levada a efeito atravÃs da simulaÃÃo computacional utilizando o simulador de plantas quÃmicas AspenHysys. Na rota 1, o cenÃrio 1 estudou a utilizaÃÃo direta do gÃs natural para a produÃÃo do gÃs de sÃntese pelo processo de reforma a vapor. O cenÃrio 2 analisou a contribuiÃÃo da biomassa algal, atravÃs do processo de gaseificaÃÃo, para a geraÃÃo de gÃs de sÃntese, a ser utilizado para aumentar a eficiÃncia de geraÃÃo de energia. Os resultados obtidos com a rota R1C1 revelaram uma avaliaÃÃo tÃcnica positiva, com rendimentos em torno de 80%, mas o aspecto ambiental desfavorÃvel, associada a uma pequena geraÃÃo adicional de energia (3,8%). A rota R2C1 apresentou rendimentos de processo insatisfatÃrios (em torno de 64%) e uma avaliaÃÃo ambiental desfavorÃvel. A rota R2C2 apresentou rendimentos satisfatÃrios (em torno de 76%), nenhuma emissÃo de CO2 alÃm da geraÃÃo de um subproduto de grande interesse comercial, o carbono. A avaliaÃÃo econÃmica preliminar realizada para essa rota foi feita levando-se em conta trÃs diferentes cenÃrios: reciclagem ou nÃo dos efluentes do reator UASB para o cultivo de microalgas (dois primeiros cenÃrios) e acrÃscimo de crÃditos de carbono à receita proveniente da venda dos produtos (terceiro cenÃrio). Os dois primeiros cenÃrios mostraram-se economicamente desfavorÃveis, porÃm o terceiro cenÃrio demonstrou a possibilidade de viabilidade econÃmica do processo, com um tempo de retorno do capital investido em torno de cinco anos. Pode-se concluir do trabalho realizado que a produÃÃo de biohidrogÃnio a partir de fontes renovÃveis, segundo a rota R2C2 proposta, pode ser viabilizada pela utilizaÃÃo das microalgas como mecanismo de biofixaÃÃo das emissÃes de CO2 de termoelÃtricas. Finalmente pode-se constatar que o Nordeste brasileiro dispÃe de condiÃÃes climÃticas adequadas para a implantaÃÃo desse tipo de tecnologia. / CO2 emissions released into the atmosphere by anthropogenic activity are considered the largest causative agent of climate change. Worldwide, power plants are the largest stationary sources of CO2 emissions. According to some forecasts, by 2100, the climatic effects can become irreversible with disastrous consequences for all ecosystems on the planet. Thus, it is essential to research ways of fixing CO2 by capture and storage through natural carbon recycling processes. The integration of CO2 emitting processes and processes using CO2 as a feedstock can be implemented within the principle of Industrial Ecology. According to this concept, the residue of an industry is used as raw material to another unit, so that the environmental impact of the expanded system is minimized. The aim of this study was to conduct a technical and economic evaluation of the potential for technological pathways for recycling CO2 in natural gas fired power plants by microalgae fixation. For this purpose, two routes of CO2 were analyzed each one in two different scenarios (R1C1 , R1C2 , R2C1 and R2C2). The first route is related to the context of power generation by NGCC technology or chemical production, while the second route aims at the production of bio-hydrogen. The evaluation was carried out by computer simulation using the chemical plants simulator AspenHysys. Route R1C1, studied the direct use of natural gas for the production of synthesis gas by steam reforming process. Route R1C2 analyzed the contribution of algal biomass through gasification process for generating synthesis gas to be used to increase the efficiency of power generation. The results obtained with the route R1C1 showed a positive technical evaluation, with yields around 80 %, but the unfavorable environmental aspect associated and a small additional power generation (3.8 %). The route presented R2C1 showed unsatisfactory yields (around 64 %) and an unfavorable environmental assessment . The route R2C2 showed satisfactory yields ( around 76 %), no CO2 emissions as well as generating a byproduct of great commercial interest, carbon. The prelimiar economic evaluation performed for this route was made taking into account three different scenarios: no recycling of UASB reactor effluents for the microalgae cultivation and the addition of carbon credits to revenue from the sale of products. The first two scenarios were shown to be economically unfavorable, but the third scenario showed the possibility of economic viability of the process, with a time of return to capital invested in around five years. It can be concluded that the process of biohydrogen production from renewable sources, according to the proposed route R2C2, by the use of microalgae as a mechanism biofixaÃÃo CO2 emissions from gas-fired power plants may be technically and economically possible. Finally it can be seen that the Brazilian Northeast has suitable climatic conditions for the deployment of such technology.

Alinhado à constante busca por melhor desempenho ambiental por parte da indústria com a aplicação dos conceitos de eficiência energética, proporcionando maior competitividade devido à otimização de recursos, o objetivo deste trabalho consiste em avaliar os possíveis impactos ambientais positivos, somados aos ganhos econômicos produzidos pela redução de despesas com energia, por meio da aplicação do aquecimento solar de água como alternativa para a redução do consumo de gás natural em uma planta industrial do setor químico, onde as operações de transformação de matérias primas em produtos aptos para o posterior acondicionamento em frascos são realizadas em reatores químicos, tendo essa transformação grande dependência do controle da variável temperatura. Assim sendo, a proposta do presente trabalho consiste basicamente em pré-aquecer a água de reposição do sistema responsável por manter os diversos reatores de fabricação de uma unidade industrial de produtos de higiene pessoal sob temperatura controlada, interferindo positivamente na matriz energética empregada por essa indústria. Utilizando-se no desenvolvimento deste trabalho modelos termoeconômicos e protocolos para quantificação de gases de efeito estufa reconhecidos pelo IPCC (International Panel on Climate Change), demonstra-se a evolução de desempenho ambiental obtida pela aplicação do pré-aquecimento da água, possibilitando a redução do consumo de combustíveis fósseis, nesse caso o gás natural, em cerca de 60.000 m3/ano e, conseqüentemente, reduzindo a emissão atmosférica de um dos gases responsáveis pela intensificação do efeito estufa, o dióxido de carbono, em cerca de 150 tCO2e/ano, representando ainda uma redução anual no consumo de energia de aproximadamente 700.000 kWh. Além da evolução no desempenho ambiental do sistema de geração de calor, estima-se que o investimento seja recuperado entre três e cinco anos. / In line with the constant search for better environmental performance on the part of industries with the application of energetic efficiency concept, affording greater competition due to the resource optimization, this work has as its aim to evaluate the possible environmental impacts, adding the economic gains produced by the expense reduction with energy by the application of solar water heating as an alternative for the reduction of natural gas consumption in a chemical industrial plant, where the operations to transform raw materials into suitable products for filling and packing assembly line are carried out in chemical reactors, having this mentioned transformation a great dependency on the temperature control. Hence, the basic proposal of this work is pre-heating the make-up water from the installation responsible for keeping under controlled temperature the several mixing reactors of an industrial plant for personal hygiene products, thus positively interfering in the energetic source used by such industry. Applying thermoeconomic models and protocols for quantifications of greenhouse effect gases recognized by IPCC (International Panel on Climate Change) on the development of this work, the environmental performance evolution is demonstrated by the advantage of water preheating application, which makes it possible the reduction of fossil fuels consumption, represented by natural gas in this case, at about 60,000 cubic meters per year, thus reducing the atmospheric emission of one of the most gases which are responsible for the greenhouse effect intensification, the carbon dioxide, at about 150 tCO2e per year, additionally representing an annual energy reduction of approximately 700,000 kWh. In addition to the environmental performance evolution on the heating generation system, its estimated that the investment might be recovered within a three and five year period.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Incêndios florestais emitem gases do efeito estufa que contribuem para o aquecimento global e para as mudanças climáticas. A base dos principais gases que provocam o efeito estufa é o carbono, objeto deste estudo e presente na biomassa florestal. O Brasil possui a maior floresta tropical do mundo, a Amazônia. Contudo, a quantificação das emissões de gases do efeito estufa por incêndios florestais são difíceis de mensurar, havendo poucos estudos para a região. Roraima é um dos estados amazônicos que possui um dos melhores históricos de incêndios florestais, o que possibilita a sua quantificação. O objetivo deste estudo foi o de entender a dinâmica espaço-temporal dos incêndios florestais ocorridos em Roraima no período de 2000-2010. Para tanto, o trabalho verificou (i) a área impactada pelos incêndios neste período; (ii) a relação entre área impactada e os eventos climáticos (El Niño, La Niña e anos normais); (iii) os tipos florestais mais afetadas pelos fogos e (iv) o destino do carbono afetado por incêndios florestais. Foram utilizados mosaicos LANDSAT TM/ETM+ compostos por oito cenas em cada ano amostrado. A data das cenas foi preferencialmente escolhida entre abril e maio, meses que correspondem ao final do período seco em Roraima. Cada mosaico foi interpretado visualmente em uma escala de trabalho de 1:50.000. Foi adotado um protocolo de inspeção ao longo das principais estradas (BR 174, BR 210, BR 401) para verificar os desmatamentos (i) nas áreas de colonização, e (ii) em toda a borda das savanas em contato com a floresta. As áreas incendiadas em um dado ano foram manualmente poligonadas após um sistema de checagem entre os anos anterior e posterior para evitar a construção de polígonos equivocados. Para a verificação dos tipos florestais impactados, utilizou-se o mapa de vegetação do Programa de Conservação e Utilização Sustentável da Diversidade Biológica Brasileira (PROBio). Para calcular o destino do carbono afetado foram utilizados estudos sobre estoque de carbono e biomassa dos tipos florestais presentes em Roraima. / Forest fires act as source of greenhouse gas emissions contributing to global warming and climate change. Carbon is the base of the main gases causing greenhouse effect, and it is present in forest biomass. Brazil has the largest tropical forest in the world, the Amazon. However, the quantification of greenhouse gas emissions by forest fires is difficult to measure, and there are few studies in Amazon region. Roraima is one of the Amazonian States that has a known history of fires, which enables their quantification. The objective of this study was to understand the spatio-temporal dynamics of carbon affected by forest fires occurred in Roraima among 2000-2010. In this sense, the work verified (i) the area impacted by fires in the period; (ii) the relationship between the area impacted and climatic events (El Niño, La Niña and normal years); (iii) the forest types more affected by fires and (iv) the fate of carbon affected by fires. Were used mosaics of LANDSAT TM/ETM+ composed of eight scenes each one by sampled year. The date of the scenes was preferably chosen between April and May, months that correspond to the end of the dry season in Roraima. Each mosaic was surveyed visually on a work scale of 1:50,000. It was adopted an inspection protocol along the main federal highways (BR 174, BR 210 and BR 401) to verify deforestation (i) in colonization areas, and (ii) on the border of savannas in contact with the forest. The areas burned in a given year were manually drawn after a system of checkpoints between the previous and subsequent year of construction to avoid build wrong polygon. To verification of forest types impacted, was used the vegetation map of the Programme for Conservation and Sustainable Use of Brazilian Biological Diversity, (PROBio). To calculate the fate of carbon affected were used studies on carbon stock and biomass of forest types in Roraima.

O estudo foi dividido em quatro partes. Na primeira parte analisou-se o impacto do clima na estocagem de carbono em solos de canaviais sem a queima da palhada. Foram escolhidos três regimes climáticos contrastantes do centro-sul do Brasil. O potencial de seqüestro de carbono orgânica no solo (COS) foi determinado, em cada regime climático, de acordo com a taxa anual de carbono remanescente no solo proveniente da palhada depositada. Para obter esta taxa, compararam-se os estoques de COS em canaviais com e sem queima da palhada. Esse ganho anual foi comparado com a entrada anual de carbono via palhada depositada. O ganho anual de COS (0-30 cm) em canaviais sem queima da palhada não resultou em diferenças significativas por clima: 1, 97 Mg ha-1 (clima norte), 2,00 Mg ha-1 (clima centro) e 1,70 Mg ha-1 (clima sul). Os regimes climáticos estudados também não revelaram diferenças significativas entre suas temperaturas e precipitações médias anuais. Porém, o aumento anual de COS um pouco menor no clima sul levou à conclusão que o potencial de seqüestro de carbono diminui ligeiramente em latitudes mais altas, devido à maior precipitação no centro-sul do Brasil. Na segunda parte avaliou-se o impacto da palhada sobre a estabilidade de agregados dos solos, que foi calculada pelo método de fracionamento proposto por Six et al. (2000a). A estabilidade de agregados no solo do canavial sem a queima da palhada aumentou, em média, 15,3% por ano na profundidade 0-30 cm. Na terceira parte, avaliou-se a diferença da estabilidade de agregados entre canaviais e mata nativa. O solo da mata nativa mostrou uma estabilidade de agregados significativamente maior (7,2 vezes). Supõe-se que a estabilidade de agregados seja maior na mata nativa como resultado da maior presença de matéria orgânica e biota no solo. Na quarta parte avaliou-se a origem do carbono nos agregados estáveis em água de fluxo contínuo para determinar que forma de agregação possui a melhor proteção contra a decomposição de carbono. Houve uma diferença significativa de \'delta\'13C entre os macroagregados e microagregados na camada superior, com 10% mais \'delta\'13C nos macroagregados. Isto indica mais carbono derivado da cobertura vegetal atual (C4), ou seja, mais incorporação da palhada nos macroagregados. O \'delta\'13C da fração de partículas livres ou agregados não estáveis em água de fluxo contínuo é menor em todas as profundidades, indicando que a matéria orgânica recente (C4) encontra-se no solo principalmente de forma agregada estável em água, evidenciando seu papel fundamental na estabilidade dos agregados. Constatou-se também, que quanto mais novo o macroagregado, maior o seu teor em carbono. Nos microagregados verificou-se o efeito contrário. Quanto mais velho o microagregado, maior o seu teor em carbono. Isso indica que o microagregado possui uma melhor proteção contra a decomposição de carbono, e também a capacidade de um aumento no teor de carbono, no decorrer do tempo, em virtude da assimilação de carbono mais novo. Conclui-se, que em termos de seqüestro de carbono de longa duração, é propício avaliar mecanismos de proteção do carbono recalcitrante dentro dos microagregados e estudar como técnicas agrícolas podem proteger melhor esta fração / The study was divided in four parts. The first part investigated climate impact on soil carbon stocks in sugar cane fields cultivated without green trash burning. For this purpose, three contrasting climates were chosen in Central and Southern Brazil. The sequestration potential of soil organic carbon (SOC) was determined for each climate, calculating how much of the carbon derived from deposited green trash remains in the soil every year. To obtain this rate, SOC stocks of sugar cane fields cultivated with and without green trash burning were compared. The annual difference (0-30 cm) did not differ significantly between climates: 1, 97 Mg ha-1 (Northern Climate), 2,00 Mg ha-1 (Central Climate) and 1,70 Mg ha-1 (Southern Climate). The climates did not show significant differences between their average annual temperatures and their annual precipitation. Nevertheless, a slightly smaller gain of SOC stocks in the Southern Climate leads to the conclusion that higher latitudes tend to stock slightly less COS due to higher annual precipitation. The second part evaluated the impact of green trash deposition on soil aggregate stability, which was calculated according to Six et al. (2000a). Soil aggregate stability under sugar cane fields cultivated with green trash burning had an average increase of 15,3% for soil depth 0-30 cm. The third part studied soil aggregate stability between sugar cane and natural forest vegetation. The forest soil revealed significantly higher (7,2 times) aggregate stability, supposedly due to higher organic matter content and more soil biota. The forth part examined the origin of carbon inside water-stable aggregates to determine which aggregation form provides better protection against carbon decomposition. The top soil layer showed a significant difference in \'delta\'13C between macro-aggregates (10% more \'delta\'13C) and microaggregates which means that more carbon derived from green trash (C4) was incorporated in macro-aggregates. \'delta\'13C of free soil particles or water-unstable aggregates is smaller for all soil layers indicating that fresh organic matter (green trash) is predominantly encountered in a water stable aggregated form in the soil. Furthermore, a correlation analysis revealed that more recent macro-aggregates had higher C content. The opposite was observed for micro-aggregates: the older the micro-aggregate, the higher its carbon content, leading to the conclusion that microaggregates protect carbon better against decomposition and are also capable to enrich their carbon pool through C assimilation. Given its long-term soil carbon sequestration potential, it is recommended to investigate carbon protection mechanisms for the recalcitrant C pool in micro-aggregates and also to study how agricultural techniques could improve the protection of the recalcitrant C pool

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Human activity has been pointed out as the main reason of global warming by effluxes of CO2, N2O and CH4. In the last years, harmful effects of greenhouse gases due to its increase in atmosphere have been arousing interests of scientists into propose mechanisms of mitigation. Flooding rice is responsible for about 12% of CH4 released to atmosphere and therefore, is considerate one of the most important source of this greenhouse gas. There are many factors that control CH4 efflux in irrigated rice fields, which difficult an accurate identification of the responsible mechanisms. However, is known that irrigation regime and selection of rice cultivars affect CH4 efflux and may be managed intending to mitigate it. The objectives of this thesis were: (a) verify the effect of continuous irrigation, intermittent irrigation and intermittent flooding into CH4 efflux of a hapludalf soil cultivated with flooding rice at central region of Rio Grande do Sul State; (b) evaluate CH4 efflux of rice cultivated in greenhouse under different irrigation managements and relate the efflux to agronomic parameters of rice plants; (c) evaluate the irrigation systems over the rice crop and how it affect the electrochemical of soil solution and plant development; (d) evaluate CH4 efflux through cultivars of rice from Rio Grande do Sul and Santa Catarina States and relate it to plant morphological attributes. Intermittent irrigation was efficient to mitigate CH4 efflux in rice cultivations, when the lack of rain did not establish water layers, without having decrease in rice productivity. intermittent flooding management by irrigations, even at saturated soil, decreased the CH4 efflux by 70%. The management of intermittent flooding by irrigations when soil was bellow the field capacity do not cause CH4 efflux, however, this management caused decrease of rice productivity. Irrigation management does affect electrochemical conditions of soil, which are determinant to the CH4 production in soils. The dynamic of efflux of CH4 is similar between cultivars; however, there are differences on potential of CH4 efflux from cultivars of flooding rice. The cultivars Arize 1003, Avaxi Cl, BRS Atalanta, BRS Querência, BRS Taim, Inov Cl, Irga 422 and Irga 424 have showed lower efflux and higher productivities. Morphological characteristics of plants have not explained completely the differences of CH4 effluxes between cultivars. / A atividade antrópica tem sido apontada como a principal causa do aquecimento global pelo efluxo de CO2, N2O e CH4. Nos últimos anos, os efeitos prejudiciais do aumento da concentração atmosférica desses gases têm despertado os cientistas a propor mecanismos de mitigação. A cultura do arroz irrigado por alagamento é responsável por cerca de 12% do efluxo total de CH4 para a atmosfera, sendo considerada uma das principais fontes emissoras desse gás de efeito estufa. Os fatores que controlam o efluxo de CH4 no arroz irrigado são muitos, dificultando identificar com precisão os mecanismos responsáveis pelo seu efluxo. O regime de irrigação e a seleção de cultivares de arroz são fatores que afetam o efluxo de CH4 e podem ser modificados visando mitigar os efluxos para a atmosfera. Os objetivos da tese foram: (a) verificar o efeito do regime de irrigação contínua, intermitente e a banhos no efluxo de CH4 em um Planossolo cultivado com arroz irrigado por alagamento na Depressão Central do Rio Grande do Sul; (b) avaliar o efluxo de CH4 no arroz cultivado em casa de vegetação submetido a diferentes manejos de irrigação e relacionar o efluxo com parâmetros agronômicos da planta de arroz; (c) avaliar os sistemas de manejo de irrigação na cultura do arroz e os efeitos nos atributos eletroquímicos da solução do solo e no desenvolvimento das plantas; (d) avaliar o efluxo de CH4 em cultivares de arroz do RS e SC e relacionar com atributos morfofisiológicos das cultivares; e (e) caracterizar morfologicamente a cultura do arroz e verificar a provável rota de difusão do CH4 do solo até a atmosfera. A prática da irrigação intermitente foi eficiente em mitigar o efluxo de CH4 no cultivo do arroz irrigado quando as condições climáticas permitiram a ausência da lâmina de água durante o cultivo, sem diminuir a produtividade do arroz. O manejo da irrigação intermitente com o realagamento do solo ainda saturado diminuiu a emissão de CH4 em 70%. O manejo intermitente da irrigação com o realagamento do solo abaixo da capacidade de campo não causa efluxo de CH4, porém os efeitos foram negativos sobre a produtividade do arroz. O manejo da irrigação afeta as condições eletroquímicas do solo e são determinantes para a produção de CH4 nos solos. A dinâmica de efluxo de CH4 é semelhante entre as cultivares, porém, existem diferenças no potencial de efluxo de CH4 em cultivares de arroz irrigado por alagamento. As cultivares Arize 1003, Avaxi Cl, BRS Atalanta, BRS Querência, BRS Taim, Inov Cl, Irga 422 e Irga 424 apresentaram menor efluxo de CH4 com a maior produtividade do arroz. As características morfofisiológicas das plantas não explicaram completamente as diferenças de efluxos de CH4 entre as cultivares.