Orientador: Celso Luíz da Silva / Banca: Carlos Eduardo Vaz Rossell / Banca: Geraldo Luiz Palma / Resumo: A perspectiva de aumento da produção de álcool combustível causa preocupação com relação à destinação da vinhaça, subproduto da destilação do etanol de cana. A vinhaça é um poluente com alto teor de orgânicos e inorgânicos e que precisa ser tratada. Atualmente, a utilização da vinhaça "in natura" no solo é comum, porém, há controvérsias sobre salinização do solo e contaminação de aquíferos subterrâneos. Dentre os processos de tratamento da vinhaça, encontram-se na literatura científica, vários trabalhos a respeito da fertirrigação e digestão anaeróbica, mas não a respeito da evaporação da vinhaça, que pode ser realizada através de evaporadores tipo filme descendente. o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de redução da quantidade de vinhaça através da evaporação, o que não descarta a utilização da vinhaça concentrada como fertilizante. Para isto, elaborou-se o balanço de massa e energia de uma planta de múltiplos efeitos de evaporação de vinhaça localizada na cidade de Potirendaba, São Paulo. Os resultados obtidos foram comparados com os dados da planta. A unidade de evaporação tem capacidade de processar cerca de 100m³/h de vinhaça e recupera cerca de 80 m³/h de água para o processo de usina. o balanço foi elaborado através de um software comercial (Sugars ) sendo que os resultados obtidos pela simulação refletiram os dados coletados na planta. Os coeficientes de transferência de calor e a área dos evaporadores foram calculados a partir de correlações da literatura. Analisou-se também recuperação de água em uma usina fictícia que produz 1.000 m³/dia de etanol, visando avaliar a evaporação de vinhaça como possível tecnologia a ser empregada para se atingir os requerimentos da resolução nº 88 da Secretaria de Estado do Meio Ambiente, que determina o consumo de água nas usinas em até 1 m³ por... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The perspective of increase in ethanol fuel production causes a worry about the vinasse destiny, an industrial waste ethanol distillation. The vinasse is a pollutant with high concentrations in organic compounds and it needs to te treated. Nowadays, the use of vinasse "in natura" in the soil is a common practice; however there are controversies about increase in the salts concentration in soil and water table contamination. Among vinasse treatment processes, there are several scientific approaches about vinasse evaporation, that can be carry on in falling film evaporators. Te proposal of this work was to study the decrease in the vinasse amount with the evaporation process, what does not eliminate the use of concentrated vinasse as a fertilizer. For this, it was elaborated the mass and energy balance for a multiple effect evaporation plant of vinasse based in Potorendaba city, São Paulo State. The obtained results were compared with the plant data. The evaporation plant has a process capacity of around to 100 m³/h and it recovers around to 80 m³/h of water to the mill process. The balance will be obtained through process modeling and simulation software (Sugars), it being the results agreed with the plant information. The heat transfer coefficients and the areas for the evaporators were calculated from literature correlations. It also was analyzed the water recovery of a fictitious sugar and ethanol mill that produces 1,000 m³/day of ethanol, in order to evaluate the vinasse evaporation as possible technology to be employed to attend the requirements of the law number 88 of Environment State Department, which determines a maximum water consumption of 1 m³ per tons of sugar cane processed. Finally, it was analyzed the potential reduction of vinasse transport cost by tank trucks / Mestre

Resumo: Nesta pesquisa foram temas de estudo diversos aspectos relacionados à técnica de biorremediação de solos e águas subterrâneas contaminados com hidrocarbonetos. A partir de amostras de solo e água subterrânea coletadas em diferentes postos de combustíveis, avaliouse a biorremediação natural da água subterrânea em local onde ocorreu vazamento de óleo diesel, mediante o monitoramento de indicadores geoquímicos durante 2 anos. Diferentes técnicas de biorremediação (bioestimulação com a adição de nutrientes e de um surfactante e bioaumento (injeção de microrganismos)) foram comparadas quando aplicadas isoladas e em conjunto a solos contaminados com óleo diesel e comparou-se a capacidade de diferentes microrganismos em biodegradar óleo diesel comercial e intemperizado. Conciliando a biorremediação com a prática atual no gerenciamento ambiental de reutilização de resíduos, avaliou-se o efeito da adição da vinhaça na biorremediação de solos e águas subterrâneas contaminados com óleo diesel e investigou-se a capacidade de diferentes culturas de bactérias em utilizarem óleo diesel intemperizado como matéria prima para produção de biossurfactante. O método respirométrico de Bartha e Pramer foi utilizado nos experimentos em que foi averiguada a biodegradação em solos e, no caso da água subterrânea, frascos de DBO e reatores aerados. Experimentos de biodegradabilidade dos óleos diesel foram realizados com a técnica do indicador redox DCPIP e o monitoramento da produção de biossurfactantes foi realizado com medidas de tensão superficial, segundo o método do anel de De Nöuy, empregando-se o tensiômetro Krüss K6. A partir do monitoramento dos indicadores geoquímicos, foi possível identificar fatores que corroboram a eficiência da técnica de biorremediação natural para o tratamento da água subterrânea na área de estudo. / Abstract: In this research, different aspects related to the bioremediation technique of soils and groundwaters contaminated with hydrocarbons were considered. From soil and groundwater samples collected at different petrol stations, the natural bioremediation of the groundwater, where a diesel oil leakage took place, was evaluated by monitoring geochemical indicators for 2 years. Different bioremediation techniques (biostimulation with addition of nutrients and a surfactant and bioaugmentation (injection of microorganisms)) were compared when applied individually or grouped to contaminated soils with diesel oil and the capability of different microorganisms to biodegrade commercial and weathered diesel oil was compared. Considering the current environmental management practice of reusing residues, the effects of the vinasse in the bioremediation of soils and groundwaters contaminated with diesel oil was evaluated and the capability of different bacterial cultures to use weathered diesel oil as raw material to produce biosurfactant was investigated. The Bartha & Pramer respirometric method was employed in the biodegradation experiments with soils, and, in the case of the groundwater, BOD flasks and aerated reactors. The experiments testing the biodegradability of diesel oils were carried out using the DCPIP redox indicator technique and the monitoring of the biosurfactant production by superficial tension measurements, according to the De Nöuy ring method, and employing the Krüss K6 tensiometer. From the monitoring of the geochemical indicators, it was possible to identify factors that support the efficiency of the natural bioremediation technique for the treatment of the groundwater at the area of study. The respirometric experiments demonstrated the importance of the soil nutritional balance and that no gain in terms of increasing the biodegradation efficiency was obtained with the bioaugmentation technique. / Orientador: Daniel Marcos Bonotto / Coorientador: Dejanira de Franceschi de Angelis / Banca: Carlos Renato Corso / Banca: Bruno Coraucci Filho / Banca: Cassiana Maria Reganhan Coneglian / Banca: Aurora Mariana Garcia de França Souza / Doutor

Orientador: Miguel Angelo Mutton / Banca: Ailto Antonio Casagrande / Banca: Rafaella Rossetto / Resumo: O crescimento da cultura da cana-de-açúcar, frente à demanda global por energia renovável, provoca preocupações quanto à sua sustentabilidade. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é oferecer uma visão sistêmica do processo agroindustrial da cana-de-açúcar, do ponto de vista dos ciclos biogeoquímicos com a reciclagem de resíduos e efluentes. Para o desenvolvimento do trabalho foram elaborados modelos conceituais e numéricos, apresentando conceitos de ruptura e regeneração de ciclos, sustentabilidade cruzada, equação de configuração do canavial e coeficiente de uso cultural da terra. Foi elaborado um modelo das vias e de estratégias de uso de resíduos e efluentes para N, P, K, Ca, Mg e S, nos diversos compartimentos do processo de produção. Fez-se uma abordagem sobre metais pesados. Foram formulados e discutidos alguns indicadores: índice de adubação (IA), índice de retorno (IR) e índice de emissão (IE), que permitiram uma análise da circulação de nutrientes e da sustentabilidade. No cenário analisado para validação do modelo, concluiu-se que as quantidades de potássio, cálcio e magnésio em circulação foram suficientes para a adubação da cultura, enquanto o nitrogênio, fósforo e enxofre emitidos foram insuficientes, exigindo adubações complementares. Concluiu-se que a moderna agroindústria da cana-de-açúcar apresenta-se conceitualmente muito favorável à sustentabilidade, e ainda exige melhorias para a efetividade desses conceitos. A verticalização da produção, mesmo em monocultivo, pode contribuir para o estabelecimento de um equilíbrio de manejo favorável à sustentabilidade. / Abstract: The expansion of the sugarcane culture, up against global demand for renewable energy, provokes concerns as for its sustainability. In this context, the objective of this work was to offer a systemic view of the sugarcane agro-industrial process, from the point of view of the biogeochemical cycles with the effluent and residues recycling. For the development of the work conceptual and numerical models were elaborated, showing concepts of rupture and regeneration of cycles, crossed sustainability, cane field configuration equation and cultural land use coefficient. A model of the logistics and use strategies of effluent and residues for N, P, K, Ca, Mg and S was elaborated, in the several compartments of the production process. An approach about heavy metals was made. Some indicators were formulated and discussed: fertilization index (IA), return index (IR) and emission index (IE), which allowed an analysis of the sustainability and nutrients circulation. In the scenario analyzed for the model validation, it was concluded, one concludes that the amount of potassium, calcium and magnesium in circulation were sufficient for the fertilization of the culture, while the nitrogen, phosphorus and sulfur emitted were insufficient, requiring complementary fertilizations. It was concluded that the modern sugarcane agro-industry is conceptually very favorable to the sustainability, and still demands improvements for the effectiveness of these concepts. The verticalization of the production, even in monoculture, can contribute to the establishment of a handling balance favorable to the sustainability. / Mestre

Resumo: O Brasil vem apresentando crescimento no cultivo de cana-de-açúcar, bem como no número de usinas instaladas no país, ocupando hoje a posição de maior produtor mundial. O Estado de São Paulo destaca-se como o maior produtor do país, onde a Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande é a 3ª maior do Estado. Com tal crescimento também veio a exigência do mercado externo sobre a produção sustentável, ou seja, necessidade de dar destinos adequados para os resíduos gerados em todo processo produtivo. Dentre os principais resíduos gerados na indústria sucroalcooleira destacam-se os efluentes líquidos, principalmente a água de lavagem (proveniente da limpeza de máquinas da indústria, da lavagem da cana, piso, entre outros) e a vinhaça (proveniente da destilação do álcool), sendo esta última apresentando um potencial poluidor muito elevado para os compartimentos ambientais (água, solo, ar). Visando o entendimento da dinâmica dos poluentes nesta região, este trabalho tem como objetivo principal avaliar a contribuição da atividade sucroalcooleira no aporte de poluentes para os compartimentos ambientais, como água, atmosfera, solo e sedimento na Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande. Neste contexto, amostras de água superficial e subterrânea, solo, sedimento, deposição atmosférica total e tecido vegetal foram coletadas no período de novembro/09 a outubro/10. Os resultados de deposição atmosférica total indicam que a atividade sucroalcooleira tem papel fundamental no aporte dos elementos quantificados, uma vez que, para a maioria dos parâmetros, a média ponderada pelo volume (MPV) no período de safra foi 4,5-9,5% maior do que a MPV do período de entressafra. A água de lavagem e a vinhaça apresentaram grandes variações nas concentrações mínimas e máximas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazil has been an increase in the sugar cane cultivation, as well as the number of ethanol industry installed in the country. São Paulo state is the largest producer in the country, where the Turvo/Grande watershed is the 3rd largest producer in this state. The reasons for growth also came from demand of foreign markets about sustainable production and need to appropriate destinations for the waste generated throughout the production process. The main waste generated in the ethanol industry is wastewater, especially washes water (cleaning machines, washing sugarcane and floor and others from industrial process) and vinasse (derived from alcohol distillation), being this wastewater shows high pollution potential for environmental matrices. For understanding pollutants dynamics in the region, this study conducts at assessing the contribution of sugarcane and ethanol activity in the input of pollutants into water, atmosphere, soil and sediment in Turvo/Grande watershed. In this context, samples of surface water, groundwater, soil, sediment, total atmospheric deposition and plant tissue were collected in the period from November 2009 to October 2010. Results indicate that total atmospheric deposition acts intake for most parameters, since the volume-weighted mean (VWM) was 4.5 to 9.5% greater during the harvest period compared to the non-harvest period. Wash water and vinasse showed large variations in minimum and maximum concentrations obtained, where the largest variations to vinasse was of TOC analysis (11,117 a 30,466 mg L-1) and the wash water was conductivity (796 a 4,240 µS cm-1). For surface water and groundwater, the biggest variation occurred for nitrate, with higher values during the harvest period (10.6 and 14.4 mg L-1, respectively (value Ntotal). The contribution... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Altair Benedito Moreira / Coorientador: Márcia Cristina Bisinoti / Banca: Pedro Sergio Fadini / Banca: José Eduardo Bevilacqua / Mestre

Resumo: Este trabalho teve por objetivo analisar o custo do transporte de vinhaça produzida na Usina Santa Adélia - Pereira Barreto. Foram levantados os custos de diferentes formas de transporte: com caminhões tanque, canais aplicadores, adutora móvel e adutora fixa. Foi utilizada uma metodologia que considera a estrutura de custo total de produção para a determinação dos custos de transporte (R$/m³). O custo total para cada sistema foi composto pelos custos fixos e variáveis. Nos custos fixos foram considerados a depreciação e remuneração do capital fixo e, nos custos variáveis, os gastos com operação de cada sistema, representados por: mão-de-obra, consumo de combustível, quando presente, manutenção e reparos. Os resultados desse estudo mostram que o transporte com adutora fixa apresenta as seguintes vantagens quando comparado ao transporte com caminhões: redução do custo com mão de obra, eliminação do custo com combustível, custo total 95 % inferior ao do transporte com caminhões / Abstract: This work aimed to analyze the cost transportation of the vinasse produced by Santa Adélia Plant - Pereira Barreto. The costs of different ways of transportation were considered: with tank trucks, applicator channels, mobile and fixed pipeline. A methodology which considers the structure of total production cost for the determination of transportation costs (R$/m³). The total cost for each system was composed by the fixed and variable costs. In the fixed costs, it was considered the depreciation and the remuneration of the fixed capital and, in the variable costs, the expenditures with the operation of each system represented by: labor force, fuel consumption (when there is), maintenance and repairs. The results of this study show that the transportation with fixed pipeline presents the following advantages when compared to the transportation by trucks: reduction of the labor force cost, elimination of the fuel cost, and total cost 95 % inferior in relation to the truck transportation / Orientador: José Eduardo Pitelli Turco / Coorientador: Maria Inez Espagnoli Geraldo Martins / Banca: Jairo Augusto Campos de Araujo / Banca: Antonio Evaldo Klar / Mestre

Orientador: Jairo Osvaldo Cazetta / Banca: Miguel Angelo Mutton / Banca: Silvelena Vanzolini Segato / Resumo: Com o objetivo de estudar o comportamento do concentrado de vinhaça biodigerida (CVB) em relação à vinhaça in natura (VN), no crescimento e na nutrição de plantas de cana-de-açúcar, foi desenvolvido um experimento em vasos contendo a combinação de dois solos (latossolo e argissolo), com dois níveis de fertilidade (sem e com a correção da fertilidade) e com quatro tratamentos qualitativos em relação ao K (sem adição de K; com VN na dose de 100 m³ ha-1, com CVB ou KCl em dose de K igual à da VN). Os resultados revelaram que houve comportamento similar entre as vinhaças, tanto na ausência como na presença da correção da fertilidade do solo, sendo que para o concentrado de vinhaça biodigerida os valores tenderam a serem inferiores. O latossolo na ausência da correção da fertilidade induziu maiores resultados para crescimento e nutrição das plantas, em relação ao argissolo, por ter fertilidade original melhor. Porém na presença da correção da fertilidade o latossolo induziu menores resultados. A correção da fertilidade do solo é fundamental para se obter melhores respostas para o crescimento e nutrição da planta de cana-de-açucar, assim tanto o latossolo quanto o argissolo, bem manejados, podem proporcionar bons resultados / Abstract: In order to study the effect of concentrated of biodigested vinasse (CVB) compared to in natura vinasse (VN) on the growth and nutrition of sugar cane plants, an experiment was conducted in pots containing a combination of two soils (Oxisol and Ultisol) with two fertility levels (with and without fertility correction) and with four qualitative treatments related to K (control = without addition of K; with VN in a dose of 100 m³ ha-1; with CVB or KCl at a dose of K equal to the VN). The results showed that with soil fertility correction, the CVB had similar behavior regarding to plant height, stem diameter, internodes number, leaf area, K and Mg content, and accumulation of P. The VN promoted higher values for P content, and accumulation of Cu and K, N, Ca, S and Cu. In the absence of soil fertility correction, CVB was similar to overall plant growth and accumulation of K, N, Ca, S and Cu; the highest values for VN on K content and higher values for CVB regardong to Mg, P and Cucontent, and accumulation of P. In the Oxisol, both vinasses induced similar values for content of K, S, Cu and Mn, and accumulation of S, N, Ca, Mg, Mn and Zn. In the Ultisol vinasses had similar values for content of Mg, Cu and Mn, and Ca, Mg, Mn and Zn accumulation. The highest values of K and S levels, and S and N accumulation were found when plants were fertilized with VN. Both vinasses showed better results of K, Mg and Cu content in the Oxisol. The VN had similar behavior on both soils for S content, and induced higher values for Zn accumulation in Ultisol. The CVB induced higher values for S content and accumulation of Mg in both tested soils / Mestre