Em conseqüência da constatação do consumo elevado de águas nas indústrias sucroalcoleiras, gerando efluentes líquidos que impactam o meio ambiente, considerando os avanços na implantação da cobrança pelo uso da água, este trabalho aborda várias alternativas de minimização e reuso de águas nas indústrias sucroalcooleiras, objetivando a redução da poluição na fonte e minimização da captação de água superficial, reutilizando os efluentes dentro do processo produtivo. Também são apresentados os resultados de um estudo de caso realizado em uma indústria, na qual foi realizada uma pesquisa do processo industrial, para determinar o consumo de água e a qualidade de efluentes e propor alternativas para minimização da captação de água e geração de efluentes. / It is a fact that the sugar and ethanol industry in Brazil has a high level of water consumption and consequent production of effluents, with a negative impact to the environment. Also, the environmental legislation indicates a continuous raise in the charge for the usage of water from natural sources. As a consequence of the present situation, this work brings up several alternatives for the minimization and reuse of water at sugar and ethanol industries, aiming the reduction of pollutants at their source and the minimization of water uptake from the available supplies, by reusing the effluents inside the production process itself. It is also presented the results from a case study carried out in an industry where the production process was analyzed in the point-of-view of water usage and effluent generation. Alternatives for water uptake and effluent generation minimization are therefore proposed.

Apresenta-se neste trabalho a aplicação de turbogeradores instalados em usinas de açúcar e etanol como alternativa eficiente de complementaridade do sistema energético brasileiro e contribuição à utilização de recursos renováveis, além de fazer abordagem aos sistemas de cogeração para este tipo de aplicação. A biomassa da cana-de-açúcar dispõe de um potencial energético significativo e o trabalho visa abordar os recursos para transformação da energia química contida neste combustível em energias térmica e elétrica, úteis para o processo industrial das usinas de açúcar e etanol. Também são explorados os métodos de dimensionamento das termelétricas a vapor que operam em conjunto com o processo fabril destas indústrias. Adicionalmente são avaliados métodos para favorecer a eficiência energética dos projetos de cogeração nas indústrias sucroalcooleiras a fim de elevar o potencial de geração de bioeletricidade e contribuir com a rentabilidade global da usina por meio da comercialização desta energia. / This work presents the application of turbine generator sets installed in sugar and ethanol mills as an efficient alternative of complement of the Brazilian power system and contribution to the use of renewable resources, besides to cogeneration systems approach for this kind of application. The sugar cane biomass has a great energetic potential and the work aims to mention the transformation of the chemical energy contained in this fuel into thermal and electrical energy, useful for the sugar and ethanol industrial process. The design criteria of steam power plant operating together with the process of these industries are also explored. Additionally methods to improve the efficiency of the cogeneration projects in sugar and ethanol mills to increase the power generation potential are evaluated, contributing to the global profitability of the mill through the commercialization of this energy.

Apresenta-se neste trabalho a aplicação de turbogeradores instalados em usinas de açúcar e etanol como alternativa eficiente de complementaridade do sistema energético brasileiro e contribuição à utilização de recursos renováveis, além de fazer abordagem aos sistemas de cogeração para este tipo de aplicação. A biomassa da cana-de-açúcar dispõe de um potencial energético significativo e o trabalho visa abordar os recursos para transformação da energia química contida neste combustível em energias térmica e elétrica, úteis para o processo industrial das usinas de açúcar e etanol. Também são explorados os métodos de dimensionamento das termelétricas a vapor que operam em conjunto com o processo fabril destas indústrias. Adicionalmente são avaliados métodos para favorecer a eficiência energética dos projetos de cogeração nas indústrias sucroalcooleiras a fim de elevar o potencial de geração de bioeletricidade e contribuir com a rentabilidade global da usina por meio da comercialização desta energia. / This work presents the application of turbine generator sets installed in sugar and ethanol mills as an efficient alternative of complement of the Brazilian power system and contribution to the use of renewable resources, besides to cogeneration systems approach for this kind of application. The sugar cane biomass has a great energetic potential and the work aims to mention the transformation of the chemical energy contained in this fuel into thermal and electrical energy, useful for the sugar and ethanol industrial process. The design criteria of steam power plant operating together with the process of these industries are also explored. Additionally methods to improve the efficiency of the cogeneration projects in sugar and ethanol mills to increase the power generation potential are evaluated, contributing to the global profitability of the mill through the commercialization of this energy.

Em conseqüência da constatação do consumo elevado de águas nas indústrias sucroalcoleiras, gerando efluentes líquidos que impactam o meio ambiente, considerando os avanços na implantação da cobrança pelo uso da água, este trabalho aborda várias alternativas de minimização e reuso de águas nas indústrias sucroalcooleiras, objetivando a redução da poluição na fonte e minimização da captação de água superficial, reutilizando os efluentes dentro do processo produtivo. Também são apresentados os resultados de um estudo de caso realizado em uma indústria, na qual foi realizada uma pesquisa do processo industrial, para determinar o consumo de água e a qualidade de efluentes e propor alternativas para minimização da captação de água e geração de efluentes. / It is a fact that the sugar and ethanol industry in Brazil has a high level of water consumption and consequent production of effluents, with a negative impact to the environment. Also, the environmental legislation indicates a continuous raise in the charge for the usage of water from natural sources. As a consequence of the present situation, this work brings up several alternatives for the minimization and reuse of water at sugar and ethanol industries, aiming the reduction of pollutants at their source and the minimization of water uptake from the available supplies, by reusing the effluents inside the production process itself. It is also presented the results from a case study carried out in an industry where the production process was analyzed in the point-of-view of water usage and effluent generation. Alternatives for water uptake and effluent generation minimization are therefore proposed.

A geração termelétrica a partir da biomassa proveniente do setor sucroenergético brasileiro, além de ser vista como opção para investimentos no setor de energias renováveis, pode contribuir com o suprimento de energia mantendo aspectos inerentes às vantagens sociais, estratégicas e ambientais que o favorecimento de um setor genuinamente desenvolvido no Brasil pode atribuir à matriz de energia elétrica. O objetivo principal deste trabalho é analisar o potencial adicional de energia elétrica que pode ser gerado a partir de recursos do setor sucroenergético. Os objetivos específicos estão em determinar e dimensionar os possíveis combustíveis para geração termelétrica no setor sucroenergético, em determinar quais rotas tecnológicas possibilitam o aumento da geração de energia e em quantificar a geração específica bruta de energia para cada tecnologia selecionada. O método consiste na realização de revisão bibliográfica para alocar o tema de estudo e pesquisa, com posterior elaboração de pesquisas documentais com o intuito de reunir dados e estimativas necessárias ao desenvolvimento do cálculo, coletando dados em publicações de institutos, entidades, empresas e consultores (dados de estimativas de produção de cana-de-açúcar para o período projetado e a definição dos recursos combustíveis e dos recursos tecnológicos). A seguir, para cada tecnologia de geração de energia elétrica, são apresentados arranjos com seus respectivos balanços de energia, índices de geração específica bruta de energia para as condições de cogeração e de geração de energia elétrica pura, vantagens, desvantagens e a inserção destas tecnologias ao longo do período estimado. Os resultados apontam que a expansão da produção de cana-de-açúcar, baseada na expansão agrícola e no aumento da produtividade, bem como o incremento tecnológico dos sistemas termelétricos de potência disponíveis comercialmente para o setor sucroenergético podem permitir a projeção de cenários com 26 GW de capacidade instalada com a utilização do bagaço e 33 GW com a inserção de palha. A importância deste trabalho está relacionada com a apresentação do estado da arte da tecnologia disponível para a geração termelétrica a partir do setor sucroenergético, pelo fato de apresentar os índices de geração específica para diferentes cenários de disponibilidade combustível e de tecnologias aplicáveis e por permitir análises entre os grupos tecnológicos e as biomassas disponíveis para a geração. / The biomass power generation in the Brazilian sugar & ethanol industry, besides being seen as an option for investments in the renewable energy sector, may contribute to the energy supply while maintaining aspects related to social, strategic and environmental advantages that the support of a sector genuinely developed in Brazil can attribute to the electricity matrix. The main purpose of this study is to analyze the surplus electricity that can be generated from resources of the sugar & ethanol industry. The specific aims are to determine and measure the potential fuels for power generation in the sugar & ethanol industry, to determine which technological routes enable an increase in the power generation and to quantify the specific gross power generation for each selected technology. The method consists of conducting a literature review in order to place the subject of study, with further development of documentary research in order to collect data necessary for developing the calculation, collecting data in publications from institutes, organizations, companies and consultants (sugarcane production data estimates for the foreseen period of study and the definition of fuel and technology resources for power generation). Afterwards, for each power generation technology, arrangements are presented with their respective energy balances, the specific gross power generation for the cases of process cogeneration and power generation stand-alone, the advantages, disadvantages and the inclusion of these technologies over the projected period. The results show that the expansion of production of sugarcane, based on agricultural expansion and increased productivity as well as the technological improvement of commercially available power generation systems for the sugarcane industry may allow scenarios with 26 GW of installed capacity using the sugarcane bagasse and 33 GW with the insertion of the sugarcane straw. The significance of this work is related to the presentation of the state of the art technology available for the thermoelectric generation from sugarcane industry. It is also connected to the fact of presenting an index of specific power generation for different scenarios of fuel availability and applicable technologies as well as enabling analysis of technological groups and available biomass for power generation.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:50:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4069.pdf: 1307359 bytes, checksum: 7bec797fac61b21bb92ac4ae1c2f3551 (MD5) Previous issue date: 2011-12-16 / Ethanol as fuel has an important role in the brazilian energy matrix and, recently, it has played a leading role in worldwide discussions on fuels alternative to oil. In Brazil, the ethanol industry comes from a period of major changes, caused by the deregulation of this same industry in the end of the 1990 s. These changes caused an impact on the forms in which business transactions between ethanol manufacturers and ethanol distributors were made, and the period immediately after the deregulation was marked by price competition between these two agents, rendering a result which was extremely favorable to the distributors. One of the effects of this deregulation was the consolidation of the strategy adopted by the ethanol manufacturers, which involves the formation of trading groups. The horizontal association of the companies, with a certain level of articulation and shared use of services and information, provides evidence of the existence of networks for the governance of the transactions between the ethanol manufacturers and the fuel distributors. However, there are still some coordination problems, which may reduce the cohesion and the bargaining power of this industry in the transactions with the distributors. In this context, this thesis has the purpose of showing the forms of organization of the ethanol trading groups and their governance mechanisms built to improve their bargaining conditions with the distributors. In order to really analyze if trading groups are a network governance structure, this work will use the theoretical basis of Industrial Economics, Transaction Cost Economics and Networks. In this last item, this work will approach the concept of cohesion. As a research method, the author used qualitative and exploratory initial research, followed by a multiple case study, in which the relations between manufacturers, trading groups and distributors are studied. It was possible to conclude that trading groups characterize network governance in the transactions between ethanol manufacturers and distributors, which made possible for them to balance the power game between manufacturers and distributors. Groups with different legal constitutions and forms of organization result in a multifaceted governance. This also reflects on the relevant factors of the cohesion, which range from shared values and equivalent size of companies, in one group, to reputation and power of its members in the other group. Finally, it was possible to observe that, although there are opportunistic behaviors of some agents, which may harm this cohesion, most associates are committed to their groups, which is illustrated by the positive attitude of manufacturers and the desire to enhance the relationship. / O etanol tem papel de destaque na matriz energética nacional, além de, recentemente, ter ocupado posto central nas discussões mundiais sobre combustíveis alternativos ao petróleo. No Brasil, o setor vem de um período de grandes transformações, proporcionadas pela desregulamentação em fins da década de 1990. Essas transformações impactaram nas formas com que são realizadas as transações entre indústrias produtoras de etanol e distribuidoras de combustíveis, sendo que o período imediatamente após a desregulamentação foi marcado por disputas de preços entre esses agentes, com resultado extremamente favorável às distribuidoras. Um dos efeitos da desregulamentação foi a consolidação da estratégia, adotada pelas usinas, de formação de grupos de comercialização. A associação horizontal de empresas, com certo grau de articulação e uso compartilhado de serviços e informações, fornece indícios da existência de redes para governança dessas transações entre usinas de etanol e distribuidoras de combustíveis. Porém, problemas de coordenação continuam a existir, o que pode reduzir a coesão e o poder de barganha da indústria nas transações com as distribuidoras. Diante deste cenário, a tese tem como objetivo geral mostrar os modos de organização dos grupos de comercialização de etanol e seus respectivos mecanismos de governança construídos para melhorar as condições de barganha diante das distribuidoras. Para analisar se, de fato, os grupos de comercialização constituem-se em uma estrutura de governança em rede, utiliza-se, sobretudo, o aporte teórico de Economia Industrial, Economia dos Custos de Transação e Redes. Neste último, aborda-se especialmente o conceito de coesão. Como método de pesquisa, faz-se uso de uma pesquisa inicial exploratória e qualitativa, seguida por um estudo de casos múltiplos, em que são analisadas as relações entre usinas, grupos de comercialização e distribuidoras. Constatou-se que os grupos de comercialização caracterizam governança em rede nas transações entre usinas e distribuidoras, sendo capazes de equilibrar o jogo de forças com a distribuição. Grupos com diferentes constituições jurídicas e formas de organização fazem com que haja uma governança em rede multifacetada. Isso se reflete, também, nos fatores relevantes para a coesão, que vão de valores compartilhados e porte equivalente de empresas até reputação e poder dos membros. Observou-se, por fim, que embora existam comportamentos oportunistas de alguns atores, com prejuízos à coesão, a maior parte dos associados é comprometida com os grupos, ilustrado pela atitude positiva diante do grupo e pelo desejo de fortalecimento da relação.

A geração termelétrica a partir da biomassa proveniente do setor sucroenergético brasileiro, além de ser vista como opção para investimentos no setor de energias renováveis, pode contribuir com o suprimento de energia mantendo aspectos inerentes às vantagens sociais, estratégicas e ambientais que o favorecimento de um setor genuinamente desenvolvido no Brasil pode atribuir à matriz de energia elétrica. O objetivo principal deste trabalho é analisar o potencial adicional de energia elétrica que pode ser gerado a partir de recursos do setor sucroenergético. Os objetivos específicos estão em determinar e dimensionar os possíveis combustíveis para geração termelétrica no setor sucroenergético, em determinar quais rotas tecnológicas possibilitam o aumento da geração de energia e em quantificar a geração específica bruta de energia para cada tecnologia selecionada. O método consiste na realização de revisão bibliográfica para alocar o tema de estudo e pesquisa, com posterior elaboração de pesquisas documentais com o intuito de reunir dados e estimativas necessárias ao desenvolvimento do cálculo, coletando dados em publicações de institutos, entidades, empresas e consultores (dados de estimativas de produção de cana-de-açúcar para o período projetado e a definição dos recursos combustíveis e dos recursos tecnológicos). A seguir, para cada tecnologia de geração de energia elétrica, são apresentados arranjos com seus respectivos balanços de energia, índices de geração específica bruta de energia para as condições de cogeração e de geração de energia elétrica pura, vantagens, desvantagens e a inserção destas tecnologias ao longo do período estimado. Os resultados apontam que a expansão da produção de cana-de-açúcar, baseada na expansão agrícola e no aumento da produtividade, bem como o incremento tecnológico dos sistemas termelétricos de potência disponíveis comercialmente para o setor sucroenergético podem permitir a projeção de cenários com 26 GW de capacidade instalada com a utilização do bagaço e 33 GW com a inserção de palha. A importância deste trabalho está relacionada com a apresentação do estado da arte da tecnologia disponível para a geração termelétrica a partir do setor sucroenergético, pelo fato de apresentar os índices de geração específica para diferentes cenários de disponibilidade combustível e de tecnologias aplicáveis e por permitir análises entre os grupos tecnológicos e as biomassas disponíveis para a geração. / The biomass power generation in the Brazilian sugar & ethanol industry, besides being seen as an option for investments in the renewable energy sector, may contribute to the energy supply while maintaining aspects related to social, strategic and environmental advantages that the support of a sector genuinely developed in Brazil can attribute to the electricity matrix. The main purpose of this study is to analyze the surplus electricity that can be generated from resources of the sugar & ethanol industry. The specific aims are to determine and measure the potential fuels for power generation in the sugar & ethanol industry, to determine which technological routes enable an increase in the power generation and to quantify the specific gross power generation for each selected technology. The method consists of conducting a literature review in order to place the subject of study, with further development of documentary research in order to collect data necessary for developing the calculation, collecting data in publications from institutes, organizations, companies and consultants (sugarcane production data estimates for the foreseen period of study and the definition of fuel and technology resources for power generation). Afterwards, for each power generation technology, arrangements are presented with their respective energy balances, the specific gross power generation for the cases of process cogeneration and power generation stand-alone, the advantages, disadvantages and the inclusion of these technologies over the projected period. The results show that the expansion of production of sugarcane, based on agricultural expansion and increased productivity as well as the technological improvement of commercially available power generation systems for the sugarcane industry may allow scenarios with 26 GW of installed capacity using the sugarcane bagasse and 33 GW with the insertion of the sugarcane straw. The significance of this work is related to the presentation of the state of the art technology available for the thermoelectric generation from sugarcane industry. It is also connected to the fact of presenting an index of specific power generation for different scenarios of fuel availability and applicable technologies as well as enabling analysis of technological groups and available biomass for power generation.