New technology may have negative, as well as positive, effects on a sociocultural system. Biodiesel is growing in popularity as a fuel alternative that addresses global warming and reduces dependency on petroleum. The biodiesel innovation fits well into the existing behavioral infrastructure of Linn and Benton Counties, Oregon. The introduction of this technology fuels two community-based biodiesel initiatives: the Corvallis Biodiesel Cooperative (CBC) and the OSU Biodiesel Initiative (OBI). However, the increasing demands for biodiesel increases the demand for vegetable oil. Canola is the most efficient oil producing crop suggested for the southern Willamette Valley of Oregon. Canola cropping fits into the behavioral infrastructure of local grass seed growers' tradition. However, canola cropping presents outcrossing risks to neighboring specialty seed and organic growers. This calls into question the resilience and sustainability of canola cropping. The decisions made about biodiesel production and oilseed cropping will impact the future environment, culture, political autonomy, and sustainability of this local community. The dominant values that serve this community will determine the resilience of culture and identity that is maintained or emerges in the face of social-ecological challenges and technological innovations. The research methodology includes interviews, participant observation, and informational media to triangulate data. These methods serve to inform an integrated framework of holistic, values analysis, social-ecological, and cultural materialism theoretical approaches. The holistic approach provides the behavioral components and the values analysis approach provides the mental components that are integrated into a cultural materialism framework. These components are evaluated by the social-ecological approach. Evaluation of the CBC and OBI suggests that values play a greater role in cultural materialism than previously believed. A new theoretical perspective emerges to explain resilience and causal effects. The social-ecological approach, illustrated by panarchy theory, is also integrated into the cultural materialism approach. The integration of the four theoretical approaches, and the emergence of a new theoretical perspective, provides a means to explain resilience and sustainability for the CBC and OBI. This integrated approach also examines three potential paths of resilience and sustainability for the grass seed, specialty seed, and organic growing traditions. Path A predicts long-term resilience and sustainability for grass seed growers and canola cropping, but collapse for the specialty seed and organic growing traditions. Path B predicts that a proposed regulated canola cropping compromise will only prolong the inevitable collapse of the specialty seed and organic growing traditions. Along both Paths A and B, diversity is lost from the sociocultural system as specialty seed and organic growing traditions decline. Canola cropping increases the potential for energy security, but food security is reduced. Path C suggests how to maintain the current sociocultural system of grass seed, specialty seed, and organic growing traditions and promote long-term resilience and sustainability. / Graduation date: 2006

CAPES / As emissões de gases de efeito estufa (GEE) vêm gerando graves mudanças no clima mundial. Uma das soluções propostas para mitigar o problema é a substituição dos combustíveis fósseis por biocombustíveis. A eficácia dessa medida tem sido questionada, tendo em vista as possíveis consequências indiretas da produção agrícola. A Avaliação Consequencial do Ciclo de Vida é um método de avaliação ambiental de produtos que inclui efeitos indiretos. Diante disso, o objetivo do presente trabalho é aplicar o método para obtenção de um inventário do uso agrícola do solo necessário para incrementar a produção de óleo vegetal visando atender a mudança na demanda de biodiesel no Brasil prevista para o período 2010-2030. Das matérias-primas consideradas (soja, amendoim, algodão, dendê, girassol e canola), o estudo mostra que o óleo de dendê é a matéria-prima marginal e apenas 5% da área potencial para plantio de dendê seria utilizada para atender ao incremento na demanda de biodiesel. A área necessária diretamente pelo dendê seria de 2,1 milhões de hectares na região Norte do Brasil. A torta de amêndoa, co-produto dependente do processo multifuncional do dendê, pode substituir o farelo de soja usado como ração, evitando o plantio de 0,6 milhões de hectares de soja. Assim, o inventário final do uso do solo é um incremento 1,5 milhões de hectares para produção agrícola na região Norte do Brasil. Foram desenvolvidos cenários alternativos: produtividade do dendê constante, mudança no horizonte temporal (2010-2020) e mudança na taxa de crescimento do co-produto determinante. Não houve alteração no resultado do estudo para os cenários considerados. / Greenhouse gas emission has several negative consequences on worldwide climate. Biofuels have been considered one of the solutions to mitigate this problem by substitution of fossil fuel. However, indirect effects should be included in order to produce more reliable results in environmental assessment. In this context, Consequential Life Cycle Assessment is a method that can fill this gap. The objective of this work is to use the method to obtain the agricultural land use inventory to meet the biodiesel demand change in Brazil, considering the period 2010-2030. Only the main feedstock were included (soybean, peanut, cottonseed, palm, sunflower and canola). From these, the study found the palm oil as the marginal one. Around 5% of the potential area for palm would be used to meet the biodiesel demand change. The increased area would be 2,1 million hectares in North region of Brazil. The palm meal, which is a dependent co-product from multifunctional process, can substitute soybean meal as animal feed. The substitution avoids 0,6 million hectares of soybean in North region. Finally, the net land use inventory is 1,5 million hectares in North region of Brazil. Three alternative cenarios were developed: palm productivity unchanged, a different time horizon (2010-2020) and a different increasing rate for the determinant co-product. The same result was found for all cenarios.

CNPq; FAPESB / O uso de combustíveis adulterados acarreta danos aos veículos, desgaste de peças, aumento do consumo de combustível, bem como da emissão de material particulado e de gases de exaustão. Os métodos usados para determinação da adulteração do diesel, em geral, não são rápidos, incluem diversas etapas de preparação de amostras, apresentam alto custo de análises e requerem equipamentos complexos com necessidades constantes de calibração e aferição. Além de demandar tempo para coleta e logística das amostras. Com o propósito de avaliar possíveis adulterações de óleo diesel, com óleo vegetal in natura ou residual, em vez de biodiesel, foi usada a espectrofluorimetria como técnica analítica para este fim. Inicialmente foram preparadas misturas individuais de óleo diesel (S1800), contendo 2, 4, 6, 8, 10, 15 e 20 % de óleo e de biodiesel de soja, de canola e residual de fritura. Esses combustíveis foram analisados por Infravermelho e por espectrofluorimetria, usando espectrofluorímetro da marca Varian e da marca Quimis (protótipo), que utiliza LEDs como fontes de luz de excitação ao invés de lâmpada de xenônio. Apenas com os espectros resultantes dessas análises não se obteve diferenciação entre as amostras desejadas, tornando necessário o uso da análise de componentes principais (PCA). Com base na PCA realizada a partir dos resultados obtidos no protótipo, foram diferenciadas com nitidez diesel de biodiesel ou de óleo vegetal, bem como, discriminadas as misturas de diesel/óleo e diesel/biodiesel de soja e de fritura. Já os resultados obtidos no Varian apresentaram distinção nítida apenas para as misturas contendo óleo e biodiesel de fritura. Os resultados do Infravermelho apresentaram notável diferenciação entre as misturas diesel/biodiesel e diesel/óleo para todas as amostras na região de 1700 a 1800 cm-¹. No entanto, esta técnica não foi efetiva em distinguir biodiesel e/ou óleo vegetal adicionado ao diesel, sem aplicação da PCA. Por outro lado, com o propósito de evidenciar sinais específicos de fluorescência nos combustíveis em questão, como por exemplo, a presença de sinais de clorofila nos óleos vegetais e/ou monoésteres, foi utilizada substâncias (aditivos), como a Floroglucina, Fluoresceína, Stains All, p-Anisaldeído, Dimetilaminobenzaldeído, Sudan III, Rodamina B e Nile, Red. As quais foram adicionadas às amostras puras de diesel, óleo vegetal e biodiesel. As amostras foram analisadas em espectrofluorímetro Varian, onde se verificou que o Sudan III foi o único a apresentar resultado eficaz, nas condições testadas. Usando esse composto a fluorescência da clorofila presente em óleos e monoésteres foi realçada (675 nm), inclusive no óleo e biodiesel de fritura. Estes resultados possibilitaram a discriminação de diesel, óleo vegetal e biodiesel, bem como, a caracterização rápida da adição de óleo vegetal in natura ou residual ao diesel. / The use of adulterated fuels causes damage in vehicles, wear parts, increase in fuel consumption, as well as emission of particulate material and exhaust gas. The methods used for determination of diesel adulteration, in general, are not fast, they include various stages of sample preparation, at high cost and require complex equipment that needs constant calibration and measurement, besides involving time consuming to collect and logistics of samples. In order to evaluate possible adulteration of diesel with fresh vegetable oil or waste, rather than biodiesel, spectrofluorimetry was used as analytical technique for this purpose. Initially, Individual mixtures of diesel (S1800) were prepared containing 2, 4, 6, 8, 10, 15 and 20 % of oil and soybean biodiesel, canola and residual frying oil. These fuels were analyzed by Infrared and spectrofluorimetry, using spectrofluorimeter from brands Varian and Quimis (prototype), which use LEDs as excitation light source instead of the xenon lamp. Only with the spectra resulting from this analysis any distinction was obtained among the desired samples, making necessary the usage of the principal component analysis (PCA). Based on the PCA carried out from the results obtained in the prototype, it was clearly distinguished diesel from biodiesel or vegetable oil, as well as, separated mixtures of diesel/oil and diesel/biodiesel of soybean and frying. The results obtained from Varian showed clear distinction for mixtures containing oil and biodiesel frying only. The infrared results showed remarkable difference between mixtures of diesel/oil and diesel/biodiesel for all the samples in the region 1700-1800 cm-¹. However, this technique was not effective in distinguishing biodiesel and/or vegetable oil added to diesel, without application of the PCA. Moreover, for the purpose of putting evidence in specific fluorescence signals in fuels, for example, the presence of chlorophyll signals in vegetable oils and / or monoesters,some substances (additives) were used, such as Phoroglucine, Fluorescein, Stains All, p-anisaldehyde, Dimethylaminobenzaldehyde, Sudan III, Nile Red and Rhodamine B. Which were added to samples of pure diesel, vegetable oil and biodiesel. The samples were analyzed in Varian spectrofluorimeter, where it was found that the Sudan III was the only one to show effective results under the conditions tested. Using this compound, the fluorescence of chlorophyll present in oils and monoesters is highlighted (675 nm), including the frying oil and biodiesel. These results allowed discrimination of diesel, vegetable oil and biodiesel, as well as the rapid characterization of fresh vegetable oil addition or residual to diesel. / 5000

CAPES / As emissões de gases de efeito estufa (GEE) vêm gerando graves mudanças no clima mundial. Uma das soluções propostas para mitigar o problema é a substituição dos combustíveis fósseis por biocombustíveis. A eficácia dessa medida tem sido questionada, tendo em vista as possíveis consequências indiretas da produção agrícola. A Avaliação Consequencial do Ciclo de Vida é um método de avaliação ambiental de produtos que inclui efeitos indiretos. Diante disso, o objetivo do presente trabalho é aplicar o método para obtenção de um inventário do uso agrícola do solo necessário para incrementar a produção de óleo vegetal visando atender a mudança na demanda de biodiesel no Brasil prevista para o período 2010-2030. Das matérias-primas consideradas (soja, amendoim, algodão, dendê, girassol e canola), o estudo mostra que o óleo de dendê é a matéria-prima marginal e apenas 5% da área potencial para plantio de dendê seria utilizada para atender ao incremento na demanda de biodiesel. A área necessária diretamente pelo dendê seria de 2,1 milhões de hectares na região Norte do Brasil. A torta de amêndoa, co-produto dependente do processo multifuncional do dendê, pode substituir o farelo de soja usado como ração, evitando o plantio de 0,6 milhões de hectares de soja. Assim, o inventário final do uso do solo é um incremento 1,5 milhões de hectares para produção agrícola na região Norte do Brasil. Foram desenvolvidos cenários alternativos: produtividade do dendê constante, mudança no horizonte temporal (2010-2020) e mudança na taxa de crescimento do co-produto determinante. Não houve alteração no resultado do estudo para os cenários considerados. / Greenhouse gas emission has several negative consequences on worldwide climate. Biofuels have been considered one of the solutions to mitigate this problem by substitution of fossil fuel. However, indirect effects should be included in order to produce more reliable results in environmental assessment. In this context, Consequential Life Cycle Assessment is a method that can fill this gap. The objective of this work is to use the method to obtain the agricultural land use inventory to meet the biodiesel demand change in Brazil, considering the period 2010-2030. Only the main feedstock were included (soybean, peanut, cottonseed, palm, sunflower and canola). From these, the study found the palm oil as the marginal one. Around 5% of the potential area for palm would be used to meet the biodiesel demand change. The increased area would be 2,1 million hectares in North region of Brazil. The palm meal, which is a dependent co-product from multifunctional process, can substitute soybean meal as animal feed. The substitution avoids 0,6 million hectares of soybean in North region. Finally, the net land use inventory is 1,5 million hectares in North region of Brazil. Three alternative cenarios were developed: palm productivity unchanged, a different time horizon (2010-2020) and a different increasing rate for the determinant co-product. The same result was found for all cenarios.

A crescente preocupação com a poluição ambiental nos centros urbanos tem motivado a adoção de medidas que visam a reduzir o impacto que os agentes poluidores causam. Na cidade de Curitiba, PR, esta preocupação levou os órgãos reguladores do transporte urbano a fomentar o uso do biodiesel B100 como combustível para um conjunto de 34 ônibus da frota da cidade. Entretanto, a adoção desta medida trouxe a necessidade de garantir a vida útil dos motores, o que foi feito definindo-se um plano de manutenção muito mais conservador que o usual, e que previa a troca do óleo lubrificante com o dobro da frequência normalmente praticada. A proposta deste trabalho de mestrado foi a de fazer um estudo que possa subsidiar cientificamente a definição da frequência de troca do lubrificante nos veículos abastecidos com biodiesel B100 no transporte urbano de Curitiba. Para isto, ao longo de um período de 18 meses, o lubrificante desses veículos foi periodicamente analisado, a fim de caracterizar a evolução de seu estado, bem como a degradação de seu desempenho pelo o uso em conjunto com o biodiesel B100. Para obter uma representatividade estatística, tais análises foram feitas em uma população de sete veículos, quatro dos quais eram alimentados com biodiesel B100 e três com óleo diesel convencional, sendo que estes últimos serviam como referência para comparação. As características do lubrificante que foram levadas em conta durante o estudo incluem a viscosidade, a basicidade, a acidez, a oxidação, a contaminação por fuligem, a contaminação por compostos nitrogenados, a contaminação por água, bem como os teores de ferro, chumbo, alumínio, cobre, cromo, silício e molibdênio, elementos estes que tipicamente provêm do desgaste de componentes do motor. O estudo permitiu identificar a viscosidade como a característica que mais se degrada com o envelhecimento do lubrificante pelo seu uso concomitante com o combustível B100. Assim, este parâmetro foi o fator determinante para caracterizar, com base nos resultados obtidos no estudo, que a vida útil do lubrificante deve ser de 9.900 km para o caso de veículos biarticulados, e de 13.100 km para os veículos articulados. Cumpre ressaltar que a realização deste estudo só foi possível pelo interesse e pela colaboração das empresas que juntamente com a UTFPR fizeram parte do projeto LUB-B100: Chevron Brasil Lubrificantes (fabricante de óleos lubrificantes), Volvo do Brasil (montadora de ônibus), Auto Viação Redentor (permissionária do transporte urbano de Curitiba), Nórdica Veículos S. A. (concessionária de veículos) e URBS – Urbanização de Curitiba S. A. (fiscalizadora e reguladora do transporte urbano coletivo de Curitiba). / The increasing levels of pollution in urban centers have induced the adoption of mitigating measures in order to reduce negative consequences. In Curitiba, Southern Brazil, the office that regulates urban passenger transport in the city has promoted the use of pure biodiesel (B100) as fuel for a fleet of 34 buses. However, as this measure was put into practice, concerns related to a possible reduction of engine service life were raised, thus forcing the vehicles-owner companies to adopt a conservative maintenance plan, which doubled the frequency of lubricant oil replacement. This was the opportunity for the present study, which aimed to define on a scientific basis the frequency of lubricant oil replacement in engines fueled with biodiesel B100. In order to characterize both the evolution of lubricant oil degradation, as well as the deterioration of lubricant performance due to the use of biodiesel B100, samples of engine lubricant were collected and analyzed along 18 months. Additionally, aiming to confer statistical representativeness to collected data, a population of 7 buses was considered, four of these being fueled with biodiesel B100, while the other 3 with conventional diesel fuel, thus the latter group served as a reference for comparisons. The following parameters of the lubricant oil were measured and analyzed: viscosity, basicity, acidity, oxidation, contamination by soot, contamination by nitrogenous substances, contamination by water, as well as contents of iron, lead, aluminum, copper, chrome, silicon and molybdenum, which are elements typically originated from the wear of metallic components. The conducted study allowed to point out the viscosity as the lubricant parameter that is most sensitive to concomitant use with biodiesel B100. Thus, this parameter was decisive to conclude that based on measured data the service life of the lubricant should be 9900 km for bi-articulated buses, and 13100 km for the articulated ones. It is worth mentioning that the completion of this study became possible by virtue of the collaboration with those companies that took part of the project named LUB-B100, together with the Federal University of Technology - Parana. These companies are Chevron Brasil Lubrificantes (a lubricant maker company), Volvo do Brasil (a bus manufacturer company), Auto Viação Redentor (a company that operates the passenger urban transport in Curitiba), Nórdica Veículos S. A. (a Volvo dealership company) and URBS – Urbanização de Curitiba S. A. (the office that regulates the urban passenger transport in Curitiba).

A crescente preocupação com a poluição ambiental nos centros urbanos tem motivado a adoção de medidas que visam a reduzir o impacto que os agentes poluidores causam. Na cidade de Curitiba, PR, esta preocupação levou os órgãos reguladores do transporte urbano a fomentar o uso do biodiesel B100 como combustível para um conjunto de 34 ônibus da frota da cidade. Entretanto, a adoção desta medida trouxe a necessidade de garantir a vida útil dos motores, o que foi feito definindo-se um plano de manutenção muito mais conservador que o usual, e que previa a troca do óleo lubrificante com o dobro da frequência normalmente praticada. A proposta deste trabalho de mestrado foi a de fazer um estudo que possa subsidiar cientificamente a definição da frequência de troca do lubrificante nos veículos abastecidos com biodiesel B100 no transporte urbano de Curitiba. Para isto, ao longo de um período de 18 meses, o lubrificante desses veículos foi periodicamente analisado, a fim de caracterizar a evolução de seu estado, bem como a degradação de seu desempenho pelo o uso em conjunto com o biodiesel B100. Para obter uma representatividade estatística, tais análises foram feitas em uma população de sete veículos, quatro dos quais eram alimentados com biodiesel B100 e três com óleo diesel convencional, sendo que estes últimos serviam como referência para comparação. As características do lubrificante que foram levadas em conta durante o estudo incluem a viscosidade, a basicidade, a acidez, a oxidação, a contaminação por fuligem, a contaminação por compostos nitrogenados, a contaminação por água, bem como os teores de ferro, chumbo, alumínio, cobre, cromo, silício e molibdênio, elementos estes que tipicamente provêm do desgaste de componentes do motor. O estudo permitiu identificar a viscosidade como a característica que mais se degrada com o envelhecimento do lubrificante pelo seu uso concomitante com o combustível B100. Assim, este parâmetro foi o fator determinante para caracterizar, com base nos resultados obtidos no estudo, que a vida útil do lubrificante deve ser de 9.900 km para o caso de veículos biarticulados, e de 13.100 km para os veículos articulados. Cumpre ressaltar que a realização deste estudo só foi possível pelo interesse e pela colaboração das empresas que juntamente com a UTFPR fizeram parte do projeto LUB-B100: Chevron Brasil Lubrificantes (fabricante de óleos lubrificantes), Volvo do Brasil (montadora de ônibus), Auto Viação Redentor (permissionária do transporte urbano de Curitiba), Nórdica Veículos S. A. (concessionária de veículos) e URBS – Urbanização de Curitiba S. A. (fiscalizadora e reguladora do transporte urbano coletivo de Curitiba). / The increasing levels of pollution in urban centers have induced the adoption of mitigating measures in order to reduce negative consequences. In Curitiba, Southern Brazil, the office that regulates urban passenger transport in the city has promoted the use of pure biodiesel (B100) as fuel for a fleet of 34 buses. However, as this measure was put into practice, concerns related to a possible reduction of engine service life were raised, thus forcing the vehicles-owner companies to adopt a conservative maintenance plan, which doubled the frequency of lubricant oil replacement. This was the opportunity for the present study, which aimed to define on a scientific basis the frequency of lubricant oil replacement in engines fueled with biodiesel B100. In order to characterize both the evolution of lubricant oil degradation, as well as the deterioration of lubricant performance due to the use of biodiesel B100, samples of engine lubricant were collected and analyzed along 18 months. Additionally, aiming to confer statistical representativeness to collected data, a population of 7 buses was considered, four of these being fueled with biodiesel B100, while the other 3 with conventional diesel fuel, thus the latter group served as a reference for comparisons. The following parameters of the lubricant oil were measured and analyzed: viscosity, basicity, acidity, oxidation, contamination by soot, contamination by nitrogenous substances, contamination by water, as well as contents of iron, lead, aluminum, copper, chrome, silicon and molybdenum, which are elements typically originated from the wear of metallic components. The conducted study allowed to point out the viscosity as the lubricant parameter that is most sensitive to concomitant use with biodiesel B100. Thus, this parameter was decisive to conclude that based on measured data the service life of the lubricant should be 9900 km for bi-articulated buses, and 13100 km for the articulated ones. It is worth mentioning that the completion of this study became possible by virtue of the collaboration with those companies that took part of the project named LUB-B100, together with the Federal University of Technology - Parana. These companies are Chevron Brasil Lubrificantes (a lubricant maker company), Volvo do Brasil (a bus manufacturer company), Auto Viação Redentor (a company that operates the passenger urban transport in Curitiba), Nórdica Veículos S. A. (a Volvo dealership company) and URBS – Urbanização de Curitiba S. A. (the office that regulates the urban passenger transport in Curitiba).