02 - Mestrado - Bioenergia
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Item Black carbon e material particulado fino atmosférico em ambientes interno e externo. Emissões provenientes da combustão de misturas de diesel/biodiesel (B10 e B11)(Universidade Estadual de Londrina, 2021-11-04) Pimenta, Andressa Ferreira; Solci, Maria Cristina; Ávila, Márcio Turra de; Dall’Antonia, Luiz HenriqueResumo: O presente estudo tem como objetivo quantificar os níveis de black carbon (BC), associados ao material particulado fino (MP1,0 e MP2,5) e sua variabilidade durante a combustão de misturas biodiesel/diesel (B10 e B11) utilizadas na região central de Londrina-PR. As amostragens foram realizadas em 2019 no interior de uma estação de ônibus semifechada (Terminal de Ônibus Urbano Central de Londrina - TCUL) e em ambiente externo (Museu Histórico de Londrina - MHL), simultaneamente. Conclui-se que os MP finos provenientes de combustão biodiesel/diesel B10 e B11 coletadas no TCUL, tanto para MP1,0 quanto para MP2,5, diminuíram em relação à B3, B5, B6, B7 e B8, mas quando comparado a B12, os valores de concentração voltam a subir, aumentando cerca de 33% (de B10 para B12) e 49% (de B11 para B12), isto para MP1,0. Já para MP2,5, a diferença é de cerca de 21% (de B10 para B12) e 37% (de B11 para B12). Nas medidas realizadas no MHL, ocorreu o mesmo padrão apresentado tanto para MP1,0 quanto para MP2,5, diferença entorno de 76% (MP1,0) e 64% (MP2,5) (de B10 para B12) e 81% (MP1,0) e 62% (MP2,5) (de B11 para B12). De forma geral, a concentração do MP fino diminui até B10 e B11 e volta a subir em B12, mas a razão MP1,0/MP2,5 aumentou, mostrando o incremento de MP1,0 na fração fina do MP. Quanto às análises de black carbon, pode-se concluir que foi determinado BC nas frações do material particulado fino tanto no TCUL quanto no MHL; de maneira geral, em comparação entre as amostragens, houve diminuição na razão BC1,0/MP1,0 e BC2,5/MP2,5.Item Obtenção de etanol a partir de resíduos de mandioca (Manihot esculenta Crantz)(Universidade Estadual de Londrina, 2022-03-23) Cuchi, Mariane Motta de Campos; Galão, Olívio Fernandes; Killner, Mario Henrique Montazzolli; Rodrigues, Paulo Rogério PintoResumo: A produção de etanol constitui um mercado em ascensão para a geração de biocombustíveis, que reduzam o impacto ambiental negativo em relação ao uso de combustíveis derivados do petróleo, reforçando a necessidade de estudos e possibilitando uma maior diversificação da fonte bioenergética do Brasil. Este trabalho buscou analisar a possibilidade de utilizar cascas de mandioca, que são resíduos da produção das fecularias para obtenção de etanol combustível, tendo como objetivo estimar a quantidade de etanol que pode ser produzida a partir dos açúcares obtidos no processo de hidrólise da casca da mandioca. Portanto, realizou-se tratamentos de otimização de processo de hidrólises ácidas, tendo como variantes a concentração de ácido sulfúrico, a granulometria da peneira variando em mesh e tendo também diferentes tempos de autoclavagem com as cascas de mandioca (Manihot esculenta Crantz), com a finalidade de obtenção e quantificação de glicose e açúcares totais presentes nas amostras. Foi possível explorar o potencial da metodologia de superfície de resposta na otimização do processo de hidrólise. A metodologia utilizada apresentou melhor resultado para pontos desejáveis utilizando a solução de 5% de ácido sulfúrico, peneira de 32 mesh e 22,5 minutos de autoclave. Pode-se estimar uma produção de 128,14 mg de álcool por 1 grama de matéria seca de casca de mandioca.Item Logística Reversa do Óleo Vegetal Residual para Inserção na Cadeia Produtiva do Biodiesel(Universidade Estadual de Londrina, 2022-05-09) Crotti, Beatriz Fernanda; Guedes, Carmen Luisa Barbosa; Andrade, Milena Martins; Paiva, Juliani Chico PiaiResumo: Em busca de um modelo de matriz energética com fontes mais sustentáveis, o uso do óleo vegetal residual como matéria prima para produção de biodiesel torna-se uma opção interessante, já que para sua utilização o mesmo seria reinserido na cadeia produtiva. O óleo vegetal residual tem potencial de conversão em biodiesel; a cada 100 g de óleo vegetal pode-se obter 79 % de biodiesel através do método de transesterificação com metanol. O óleo vegetal residual compõe apenas 1,55 % das matérias primas utilizadas para produção de biodiesel no Brasil. O presente estudo visa obter e analisar dados quantitativos de óleo vegetal residual que é gerado em domicílios localizados no município de São Manuel, SP, traçando uma análise socioeconômica e ambiental a respeito do consumo e descarte. Concomitantemente, foi realizada uma estimativa de enquadramento socioeconômico de cada residência. Com base na população de 41.123 habitantes do município de São Manuel, SP, 381 questionários respondidos são significativos e indicam a possibilidade de implementação de um programa de logística reversa de óleo vegetal residual gerado. Os dados analisados indicaram que, apesar da população consumir baixa quantidade de óleo vegetal, ainda há um residual de cerca de 572.049 litros de óleo vegetal residual por ano apenas pelos moradores. Um dado relevante a respeito do costume da população é referente ao reuso do óleo vegetal, que é mais reutilizado pelas famílias de classe baixa e média. Quanto à consciência ambiental da população, há um baixo índice de descarte inadequado quando comparado com outros estudos, apenas 10,9% da população realiza descarte inadequado desse resíduo, ou seja, em solo ou redes de coleta de esgoto. Não foi possível contabilizar o volume de óleo vegetal residual gerado por grandes geradores, o município conta com a Lei 3.848/2015 com metas para implementar a rastreabilidade e a coleta desse resíduo em empreendimentos, tendo as metas prorrogadas através da Lei 4.355/2020, reforçando a necessidade de um programa de logística reversa mais severo para grandes geradores. Órgãos públicos e iniciativas privadas podem utilizar essa relação para determinar um plano estratégico de educação ambiental para ampliar a coleta do óleo vegetal residual nos municípios, contribuindo para a valorização e uso desse resíduo como matéria prima para a produção de biodiesel.Item Avaliação de viabilidade de implantação de geração fotovoltaica em habitações de interesse social.(2023-04-14) Espírito Santo, Franciele de Libero; Paiva, Juliani Chico Piai; Guedes, Carmen Luísa Barbosa; Ferreira, Manoel Denis CostaA busca pela eficiência energética tanto no uso final, quanto na geração de energia elétrica, tem sido impulsionada em todo o mundo. No Brasil, desde 2007, determinou-se que a Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano (CDHU) deveria se consolidar, não só como produtora de Habitação de Interesse Social (HIS), mas como uma agente promotora de sustentabilidade do setor construtivo no estado de São Paulo. Pensando a energia elétrica, a primeira iniciativa foi a instalação de Sistemas de Aquecedores Solares (SAS) de água para o uso do chuveiro. O segundo passo seria a instalação de placas fotovoltaicas para a geração de energia elétrica localmente. Dessa forma, as HIS se tornariam menos dependentes da eletricidade da rede de distribuição, elevando a qualidade de vida das famílias através da redução das despesas. Sendo assim, o presente trabalho propõe uma metodologia de avaliação da viabilidade técnica e econômica para a instalação associada de painéis fotovoltaicos e aquecimento solar de água (já existente nos projetos) nas Habitações de Interesse Social. Para isso, foi realizado um estudo de caso em um conjunto habitacional, localizado na cidade de Adamantina - São Paulo. O resultado obtido foi positivo, indicando que não são necessárias adequações construtivas e a Taxa de Retorno do Investimento (TIR) é maior que o custo de oportunidade de um investimento em renda fixa. Além disso, a metodologia poderá ser replicada em diferentes empreendimentos do governo e, se verificada a viabilidade de implantação da geração fotovoltaica, associada as medidas de eficiência energética já regulamentadas, será um avanço na garantia dos direitos sociais das famílias de baixa renda.Item Análise de viabilidade técnica-econômica da utilização de energia solar em uma unidade industrial.(2023-11-10) Milanez, Fabio Rodrigo; Fanucchi, Rodrigo Zenpulski; Santana, Henrique de; Mondadori, Jorge Augusto PessattoAfim de reduzir as despesas com energia elétrica e contribuir com a geração sustentável, em especial a solar e, desde que entrou em vigor a REN ANEEL nº 482 em 2012, que estabelece as condições para o acesso de micro e minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de energia elétrica, o consumidor brasileiro de energia elétrica ganhou o direito de gerar sua energia através de fontes renováveis e ainda ter um benefício dessa prática, com regra válida para todo o Brasil. A pesquisa teve como objetivo realizar uma investigação através de um estudo de caso para analisar técnica e economicamente o investimento de um sistema fotovoltaico de geração de energia elétrica em uma empresa com atividade industrial localizada na cidade de Rolândia, estado do Paraná, atendida com uma entrada de energia em baixa tensão e opção tarifária do grupo B. Foram utilizadas ferramentas de análises financeira para definir pela aprovação ou não do projeto, tais como o payback simples e descontado, Taxa Interna de Retorno (TIR) e o Valor Presente Líquido (VPL), considerando que a vida útil do sistema implantado na empresa é de 25 anos para esse tipo de tecnologia. Os resultados obtidos demostraram que para o valor investido de R$ 170.000,00, o payback simples será de 4 anos e 8 meses e o payback descontado de 5 anos e 8 meses, ambos positivos a médio prazo, sendo também verificado uma TIR de 20,13%, superior a TMA de 5%, inicialmente considerada para a análise da viabilidade, e um VPL positivo de R$ 299.192,39, indicando que o projeto pode ser aceito com sinalização de que a energia fotovoltaica é atrativa como investimento. Esta última análise foi impulsionada pela diminuição dos preços dos equipamentos fotovoltaicos e pelo aumento da tarifa de energia elétrica que, nos últimos 8 anos, apresentou aumento acumulado de 103,38% no estado do Paraná, acompanhando a tendência de aumento nacional. O investimento realizado, se comparado com a poupança, CDB, LCA e Terouso Direto, também se demonstrou mais atrativo, proporcionando um retorno financeiro maior ao longo do tempo.Item Modelo de negócio para combater a vulnerabilidade energética através da geração fotovoltaica compartilhada(2024-08-28) Santos, Jéssica Rodrigues dos; Paiva, Juliani Chico Piai; Contani, Eduardo Augusto do Rosário; Santana, Henrique deO presente trabalho aborda a Meta 7 dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável, focando em fontes de energia renovável e no acesso universal a essas fontes. Para isso, considera-se a energia fotovoltaica por meio da geração distribuída compartilhada, que se consolidou no país com o Marco Legal da Geração Distribuída (Lei nº 14.300/2022). Essa lei promove a geração distribuída, estabelecendo políticas públicas que impulsionam o setor de energia renovável, em contraste com a ANEEL 687/2015, cujos incentivos são limitados ao sistema de compensação. A existência de muitas conexões irregulares com a rede elétrica, especialmente em regiões de alta complexidade social, compromete o acesso seguro e confiável aos serviços de energia. Isso ocorre, em grande parte, devido à incapacidade de pagamento das famílias pelo consumo de energia. Para enfrentar esse desafio, propõe-se o uso da geração distribuída compartilhada, por meio de sistemas fotovoltaicos, com o objetivo de garantir que essas famílias tenham acesso seguro aos serviços de energia, reduzindo suas despesas a longo prazo. Nesse contexto, foi desenvolvido um modelo de negócios que viabiliza a implantação desses sistemas através de uma parceria público-privada. Para embasar a proposta, foi realizado um estudo de caso em um conjunto habitacional localizado na cidade de Paranavaí, Paraná. Os resultados da implantação da geração compartilhada fotovoltaica foram positivos, especialmente para a população que não se beneficiava da tarifa social, com parcelas fixas de R$ 135,00 — um valor inferior ao que atualmente pagam pela conta de energia elétrica. Para o investidor, o payback estimado foi de 3 anos, utilizando a figura societária da associação civil. Além disso, a metodologia desenvolvida pode ser replicada em diferentes conjuntos habitacionais já existentes, desde que seja verificada a viabilidade da implantação da geração fotovoltaica compartilhada. Essa abordagem é fundamental para garantir um acesso digno à energia elétrica, contribuindo para a inclusão social e o desenvolvimento sustentável.Item Otimização da síntese de ésteres metílicos e etílicos a partir de óleo de dendêFiorio, Jhonatan Luiz; Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Orientador]; Borsato, Dionísio; Oliveira, Dalziza de; Lima, Wanderlei Antonio Alves de [Coorientador]Resumo: Atualmente o óleo de soja é o mais utilizado para a produção de biodiesel, porém tem se buscado oleaginosas que possam suprir a demanda de óleo, dentre essas o dendê pode ser um possível substituto, devido ao rendimento em óleo ser superior ao da soja Com o objetivo de obter ésteres metílicos e etílicos a partir do óleo de dendê, foram conduzidas reações de transesterificação por metanólise e etanólise, utilizando catálise homogênea com metóxido de sódio (CH3ONa) e etóxido de sódio (CH3CH2ONa), buscando a otimização das condições para obtenção de biodiesel atendendo às especificações da ANP resolução 14 de 11 de maio de 212 Para escolha e combinação dos parâmetros da transesterificação foi utilizado planejamento experimental 33, envolvendo três variáveis: razão molar álcool:triglicerídeo do óleo; tempo de reação e quantidade de catalisador em resposta ao rendimento de ésteres O produto de cada reação de transesterificação foi tratado para purificação e depois submetido às análises físico-químicas de acordo com as normas vigentes no Brasil para caracterização do biodiesel As melhores condições de rendimento em massa acima de 9% no caso de metanólise foram razão molar de metanol:óleo de 7,5:1; 1,% de CH3ONa; e tempo de reação igual a 9 min No caso da etanólise, condição em que o rendimento atinge 89% em massa, foi a razão molar etanol:óleo de 9:1; ,875% de CH3CH2ONa; e tempo de reação igual a 9 min Os ésteres metílicos obtidos na condição otimizada foram submetidos aos em+saios para biodiesel e não atenderam ao padrão para teor de água (321,27 mg kg-1), que foi superior ao do biodiesel comercial (2, mg kg-1) Os ésteres etílicos não atenderam à legislação quanto ao teor de água (335,4 mg kg-1), percentual de ésteres (8,2%) e glicerina livre (,3%) enquanto os limites para o biodiesel comercial são de 96,5% para o percentual de ésteres e de ,2% para glicerina livreItem Cultivo de Chlorella vulgaris em vinhaça para produção de biomassaSilva, Francino Costa Palhares da; Andrade, Diva de Souza [Orientador]; Lima, Lisandra Ferreira de; Prete, Cássio Egídio Cavenaghi; Silva, Helder Rodrigues da [Coorientador]Resumo: O objetivo deste trabalho foi otimizar a produção de biomassa da microalga Chlorella vulgaris cultivada em meio com sais nutrientes hidropônicos com diferentes concentrações de vinhaça, extrato de levedura (Saccharomyces cerevisiae) e pH No primeiro experimento foi realizado o planejamento fatorial para a obtenção dos pontos ótimos de cada variável, pH, concentrações de vinhaça (% do meio hidropônico) e de extrato de levedura, no segundo experimento estes parâmetros ajustados fixos foram analisados para otimizar a produção de biomassa de C vulgaris O planejamento experimental Box-Behnken foi realizado com 13 tratamentos com 4 repetições no ponto central, para as variáveis de concentrações de 15, 25 e 4% de vinhaça; 3, 4 e 5 mg L-1 de extrato de levedura seca (S cerevisiae) e pH 7, 8 e 9 Nos dois experimentos, para o cultivo da C vulgaris foi utilizado inóculo inicial na concentração de 2% (v/v), em frascos Erlenmeyers de 5 mL, contendo 25 mL de meio de acordo com os tratamentos Os experimentos foram realizados em câmara de crescimento com fotoperíodo de 12:12 h claro/escuro e temperatura controlada de 28 ± 1ºC Os parâmetros foram medidos a cada quatro e cinco dias, no primeiro e no segundo experimento, respectivamente, durante 2 dias de cultivo da C vulgaris Após a obtenção dos resultados, foram gerados gráficos de superfície de resposta e o do ponto ótimo para produção de biomassa seca e demais parâmetros da C vulgaris A partir dos resultados obtidos no primeiro experimento, foi realizado o segundo ensaio onde as variáveis otimizadas para a produção de biomassa seca foram: 4% de vinhaça, 3 mg L-1 extrato de levedura e pH 7, com 5 repetições Nos dois experimentos, após 2 dias de cultivo da C vulgaris, a condutividade elétrica, a densidade óptica e biomassa aumentaram linearmente e com isso o pH tornou se alcalino No primeiro experimento, após 2 dias de cultivo de C vulgaris a maior produção de biomassa seca foi de 2,59 g L-1 com produtividade de ,129 g L- 1 d-1 No segundo experimento, após 2 dias de cultivo da C vulgaris a maior produção média de biomassa obtida foi de 2,9 g L-1±,6, sendo que a produtividade foi de ,14 g L-1 d-1 e a redução total da demanda química de oxigênio (DQO) foi de 93,45% A otimização do cultivo de C vulgaris em vinhaça, extrato de levedura seca (S cerevisiae) e a pH 7 foi eficiente, podendo ser uma alternativa para produção de biomassa de C vulgaris para bioenergiaItem Resíduos madeireiro do município de Sinop-MT : efeitos da acumulação nas propriedades do solo e a opção para briquetagemPreilipper, Udimara Erica Mattei; Ralisch, Ricardo [Orientador]; Borsato, Dionísio; Brito, Osmar Rodrigues; Fernandes, Fernando [Coorientador]Resumo: A expansão das atividades humanas na busca pelo desenvolvimento promove aumentos na geração de resíduos, que na maioria dos casos, podem ser reaproveitados como insumos em outras atividades econômicas, tornando-as mais duráveis Neste sentido, a pesquisa teve como objetivo avaliar o impacto da deposição de resíduos madeireiros nas propriedades do solo e seu valor como matéria prima para briquetagem no Município de Sinop-MT Para tanto, foram quantificados os estoques de resíduos existentes neste município a partir de dados fornecidos pela Secretaria de Estado de Meio Ambiente Em seguida, foram analisados os teores de nutrientes do resíduo e os atributos químicos do solo, água e resíduo Por fim, os custos e as receitas foram contabilizados com finalidade de avaliar a rentabilidade da implantação de uma usina de briquetagem Constatou-se que, em Sinop-MT, os resíduos madeireiros gerados entre os anos de 29 a 214 somam 617744,42 m³ Considerando, neste cenário, a forma de estocagem do resíduo madeireiro, as amostras de resíduos parcialmente decompostos, apresentaram lixiviação de nutrientes para o solo As amostras de solo coletados abaixo do monte confirmaram o enriquecimento de nutrientes A análise imediata do resíduo indicou baixo poder calorífico em consequência dos altos teores de umidade e cinzas O aproveitamento dos resíduos madeireiros gerados em Sinop-MT como insumo para usina de briquetes é considerado viável, com taxa interna de retorno próxima à taxa mínima de atratividade esperada, valor presente líquido positivo e retorno do investimento a partir do sexto ano, com lucro contábil de R$ 116671,Item Produção de biogás a partir de glicerina e vinhaça para geração de biometano em escala laboratorialColusse, Guilherme Augusto; Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Orientador]; Costa Neto, Pedro Ramos da; Solci, Maria CristinaResumo: O Brasil é considerado pioneiro e um dos principais produtores e consumidores de bioenergia e biocombustíveis (biodiesel e etanol) no mundo Assim, a necessidade de aproveitamento dos coprodutos bem como dos resíduos oriundos desses processos de produção se faz necessário Uma forma de aproveitamento de coprodutos e resíduos é a utilização dos mesmos para o processo de digestão anaeróbica, e assim produzir biogás O trabalho teve como objetivo produzir biogás utilizando glicerina da indústria do biodiesel como fonte de carbono, vinhaça do processamento da cana de açúcar na indústria do álcool combustível como fonte de nutrientes e um outro efluente de fecularia como fonte de microrganismos para digestão anaeróbica Utilizou-se o delineamento de misturas com auxílio do software Statistica® 7 contemplando diferentes percentuais das matérias-primas na digestão anaeróbica que foi conduzido durante 15 dias em temperatura controlada a 35°C com pH neutralizado utilizando solução de NaOH ,1M O processo de digestão anaeróbico contribuiu para a diminuição da demanda química de oxigênio (DQO), sólidos totais e sólidos totais voláteis nos biorreatores analisados O maior volume de biogás produzido foi de 283 mL após 15 dias de incubação no biorreator contendo a mistura de 93,3% do efluente de fecularia, 3,3% de glicerina e 3,3% de vinhaça, onde foi detectado elevado percentual de gás metano (74%) com os demais gases produzidos em mistura no biogás Foi observado que houve baixo volume de H2S no biogás onde havia pouco ou nenhum percentual de vinhaça e glicerina nos biorreatores Através da otimização multiresposta do processo, obteve-se uma mistura contendo 95% de efluente de fecularia, 1,25% de glicerina e 3,75% de vinhaça para os pontos ótimos de todas as variáveis analisadas Com isso conclui-se que a produção de biogás a partir de coprodutos industriais apresentou resultados satisfatórios além de ser uma alternativa eficiente para tratamento de efluentesItem Avaliação da implantação de microcentrais hidrelétricas na região de Cianorte/PRSouza, Fabiano Marreiros de; Ralisch, Ricardo [Orientador]; Balarim, Carlos Roberto; Guedes, Carmen Luisa Barbosa; Ravagnani, Mauro; Prado, Marcelo Real; Prado, Marcelo Real [Coorientador]Resumo: A presente Dissertação avalia o processo de implantação de microcentrais hidrelétricas, no aproveitamento do potencial energético de pequenas quedas d’ água, localizadas em quatro propriedades rurais no município de Cianorte/PR Para tanto, nas propriedades rurais utilizadas como referência, foram levantados em campo dados referentes a altura de queda que variaram entre 5,5 e 12,5 metros; vazões dos cursos d’ água que variaram entre ,42 a ,51 m³/s; bem como os equipamentos elétricos e a demanda de energia elétrica consumida nas mesmas Com os resultados em mãos foram determinados a estimativa de potência hidráulica disponível; a turbina e o gerador a serem utilizados, bem como outros equipamentos indicados para o perfil de cada queda d’ água Foram determinados a demanda, a potência a ser gerada e o consumo de energia elétrica e, verificou-se que nas quatro situações estudadas, houve excedentes de produção, que variavam de 472 à 1559,2 kWh Foram avaliados também os benefícios da implantação, a quantidade de informações e os marcos legais atuais disponíveis, além dos possíveis impactos ambientais que poderão ocorrer nas fases de implantação, construção e operação dessas microcentrais Além dos aspectos técnicos abordados nesta Dissertação , há aspectos econômicos e financeiros que devem nortear a realização ou não de investimentos nesta área Por questões operacionais este estudo não abordou a viabilidade econômica das propostas, fato que deve ser considerado na continuidade deste trabalhoItem Biomassa de resíduos da lavoura de abacaxi para produção de biocombustíveis no noroeste do ParanáVicentini, Maria Elisa; Caramori, Paulo Henrique [Orientador]; Prete, Cássio Egídio Cavenaghi; Spinosa, Wilma Aparecida; Carvalho, Sergio Luiz Colucci de [Coorientador]Resumo: O etanol proveniente das biomassas lignocelulósicas tornou-se uma tecnologia promissora para produção de biocombustíveis Dentre os resíduos agrícolas, os restos culturais da lavoura de abacaxi destacam-se como matéria-prima alternativa para produção de etanol O presente trabalho teve como objetivo determinar o potencial de biomassa residual da lavoura de abacaxi, produzida sob diferentes níveis de adubação para obtenção de etanol O experimento foi realizado em uma área comercial em Santa Isabel do Ivaí-PR, com latitude 22º 57’ 52’’ S, longitude 53º 14’57’’ W, altitude 47 m e clima subtropical úmido segundo Köppen, em um solo Argissolo Vermelho distrófico de textura arenosa O delineamento experimental foi constituído em um fatorial (4x4), sendo o fator A: doses de N (; 11; 22; e 33 gramas de N por planta) e fator B: doses de K2O (; 11; 22; e 33 gramas de K2O por planta) A produção de biomassa residual de abacaxi apresentou respostas distintas às doses aplicadas de N e K Para o N a melhor dose na produção de biomassa residual foi com 11 gramas e para K com 33 gramas Apesar de não ter ocorrido interação entre nitrogênio e potássio, a maior produção de massa seca residual ocorreu na dose de 33 gramas de K e 11 gramas de N com um total de 6,93 toneladas ha-1 A composição química dos resíduos apresentou 22,2% de celulose, 21,83% de hemicelulose e 7,7% de lignina Foi realizada a hidrólise ácida, utilizando ácido sulfúrico nas concentrações 1, 1,5 e 2, % nas temperaturas de 12, 14 e 16 oC com uma massa equivalente a 1,5g (1:1 p/v) e tempos de 1, 3 e 5 minutos As concentrações do ácido, tempo e a temperatura foram determinados por planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta O método de Somgy e Nelson foi utilizado para determinar a concentração de açúcares redutores (AR) Após as análises estatísticas dos resultados foi possível verificar que o H2O4 diluído na concentração de 1% a 1,5%, 16oC em um tempo de reação de 5 minutos resultou em 8,34% É possivel é possivel obter 57,79 ton/ha -1 toneladas de acúçar por hectareItem Otimização das condições de obtenção de biodiesel de óleo de girassol utilizando o delineamento experimental de misturaDias, Gabriel Henrique; Borsato, Dionísio [Orientador]; Galão, Olívio Fernandes; Silva, Edson Antônio daResumo: Um delineamento simplex-centróide, com duas repetições no ponto central, foi aplicado para otimizar as condições de obtenção do biodiesel B1 de óleo de girassol utilizando diferentes catalisadores, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e metóxido de sódio ou etóxido de sódio, com metanol e etanol como variáveis de processo A reação de transesterificação usando metanol indicou o metóxido de sódio como o melhor catalisador mostrando um rendimento de 98,3% e, utilizando as condições ótimas, em triplicata, obteve-se um rendimento médio de 98,42%, mostrando, por meio do teste de Tukey, não haver diferença significativa entre esse valor e o rendimento estimado Do mesmo modo, usando etanol como variável de processo, e hidróxido de potássio como catalisador, o rendimento da reação foi otimizado somente para 89,65% e, utilizando as condições ótimas, em triplicata, obteve-se um rendimento médio de 91,97%, mostrando, por meio do teste de Tukey, não haver diferença significativa entre esse valor e o rendimento estimado Os testes com os produtos obtidos, nas condições ótimas, indicaram que eles estão dentro dos parâmetros estabelecidos pela legislação brasileira e União Européia A rota etílica mostrou haver diferença significativa apenas entre os tratamentos utilizando como catalisador hidróxido de sódio e aquele utilizando o hidróxido de potássio, em nível de 5% de significância, indicando que os dois catalisadores apresentaram rendimentos diferentes entre si Quando comparada com a rota metílica, ela se mostra inferior quanto ao rendimento A rota metílica mostrou haver diferença significativa apenas entre os tratamentos utilizando como catalisador hidróxido de sódio com aquele utilizando hidróxido de potássio; metóxido de sódio; mistura binária de hidróxido de sódio e metóxido de sódio; hidróxido de potássio e metóxido de sódio; mistura ternária, e entre o tratamento utilizando como catalisador o metóxido de sódio com aquele utilizando a mistura binária entre hidróxido de sódio e hidróxido de potássio; mistura binária entre hidróxido de sódio e metóxido de sódio; mistura ternária, indicando que os três catalisadores utilizados apresentaram efeitos diferentes na reação de obtenção do biodiesel O delineamento de mistura simplex-centróide mostrou ser uma boa ferramenta para avaliar a eficiência de catalisadores ou a mistura destes na otimização do rendimento da reação de transesterificação de óleo de girassol refinadoItem Programa de fomento florestal : incentivos e respostas no desenvolvimento do segmento bioenergético no sudoeste do ParanáBichel, Anathan; Moraes, André Steffens [Orientador]; Brun, Eleandro José; Leal, Alex Carneiro; Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Coorientadora]Resumo: O fomento florestal é um instrumento estratégico que promove a integração dos produtores rurais à cadeia produtiva e lhes proporciona vantagens econômicas, sociais e ambientais Com base nesse pressuposto, objetivou-se, com o presente trabalho, analisar as estratégias e a contribuição de um programa de fomento florestal público no desenvolvimento do segmento energético As informações do programa de fomento florestal foram obtidas do banco de dados do projeto: “Metodologia de monitoramento do programa de fomento ao plantio de eucalipto do município de Dois Vizinhos: ferramenta de gestão florestal municipal” O banco de dados contém informações das avaliações realizadas de forma direta com 86 proprietários rurais, sendo 4 deles para produtores que foram beneficiados com mudas no ano de 29 e 46 produtores que foram beneficiados com mudas em 21 Com relação ao mercado florestal municipal, os dados derivam de um banco de dados do projeto “Demandas e oportunidades de mercado para o setor florestal/madeireiro de Dois Vizinhos - PR” Foi utilizado um banco de dados com informações de 153 empresas que possuíam algum envolvimento com o ramo energético de biomassa florestal Os ramos de atividades participantes da pesquisa foram: agroindústrias, empresas do agronegócio, alimentícias, avicultura, mercearias, supermercados, panificadoras, restaurantes, pizzarias e churrascarias Os resultados apontam a participação da cultura do eucalipto dentro da propriedade rural, que chegou a 15,6 % da área total da propriedade, para os produtores beneficiados pelo programa no ano de 29 e 15,3% da área total da propriedade para os participantes do programa em 21 A maioria dos plantios efetuados no ano de 29 e 21 foram para uso na propriedade (42,5% em 29 e 52,17% em 21) Dentre esses usos, 8,% foram citados como plantios para energia em 29 e 77% em 21 O mercado bioenergético Duovizinhense destaca-se pelos diferentes ramos de consumo de madeira, sendo que o consumo estimado de madeira para energia, em forma de lenha, é de 957,9 m³/semana Diante do exposto, a evolução das áreas plantadas com eucalipto na região de Dois Vizinhos mostra que o programa de fomento florestal municipal, nos anos de 29 e 21 serviu de incentivo a uma expansão dos cultivos florestais, principalmente com espécies desse gênero, pelo aumento da área plantada e no número de propriedades beneficiadas O predomínio do uso da madeira para fins energéticos (principalmente a lenha) caracteriza o perfil do setor florestal do municípioItem Análise dos barramentos da fronteira oeste do Rio Grande do Sul - Caso da Barragem do Sanchuri"Batista, Ana Carolina; Ralisch, Ricardo [Orientador]; Mjyabe, Maria Josefa; Guimarães, Maria de FátimaResumo: A água é um bem fundamental para a manutenção da vida no planeta A demanda por água em todo o mundo vem se ampliando, mesmo que a disponibilidade hídrica seja limitada Agricultura irrigada, a geração hidráulica de energia elétrica e, em certa extensão, o abastecimento urbano são, na atualidade, grandes competidoras pelo uso da água Neste sentido, desenvolveu-se este estudo sobre a realidade encontrada na região de Uruguaiana, localizada no extremo oeste do Estado do Rio Grande do Sul, cujo território é basicamente ocupado pela cultura do arroz irrigado desde a década de 193, também implementada com a pecuária extensiva, com significativo consumo de recursos hídricos e evidentes alterações ambientais Após estudos, realizados especificamente na “Barragem Sanchuri”, com objetivo de verificar a viabilidade de associação do barramento existente com a geração hidrelétrica, visando aliviar a carga demandada ao sistema pela atividade irrigada, chegou-se às conclusões de que a “Barragem Sanchuri” não apresenta característica topográfica para instalação de uma Pequena Central Hidrelétrica, por não possuir desnível suficiente para queda d´água e consequente movimentação de turbinas Entretanto, a “Barragem Sanchuri” trata-se de um caso bem sucedido, pois auxilia nas variações do ciclo hidrológico da região, armazenando água e desta forma fornecendo vazão consistente para manter o fluxo diário necessário para manutenção da irrigação do plantio do arroz, contudo, auxiliando no desenvolvimento socioeconômico da regiãoItem Influência de ligas metálicas e extrato de alecrim nos parâmetros cinéticos e termodinâmicos da reação de oxidação de biodiesel durante seu armazenamentoMessias, Gabriel Benassi; Borsato, Dionísio [Orientador]; Matos, Roberto de; Galão, Olívio FernandesResumo: O biodiesel possui baixa estabilidade oxidativa devido ao alto teor de ésteres insaturados em sua composição, sendo que sua degradação pode ocorrer devido a exposição ao ar, umidade, luz, calor, ambientes contaminados por microrganismos e em presença de metais Os antioxidantes sintéticos, e mais recentemente os naturais, tem sido amplamente empregados para diminuir a degradação oxidativa Esse estudo visa avaliar a influência do extrato natural de alecrim quando em presença de ligas metálicas de aço carbono, aço 12 e amostra de tubulação industrial no armazenamento do biodiesel O equipamento Rancimat ® vem se destacando nesses estudos já que este é capaz de acelerar a reação de oxidação do biodiesel, gerando dados que resultam em parâmetros cinéticos e termodinâmicos que auxiliam na avaliação do seu desempenho, tempo de estocagem, eficiência e garantia de qualidade durante o armazenamento e distribuição A amostra de biodiesel em contato com a tubulação industrial apresentou íons zinco em solução, conferindo menores valores de período de indução e, consequentemente, maiores constantes de velocidade, menores valores de entalpia, entropia e energia livre de Gibbs, no estado ativado, acelerando a degradação do biodiesel, mesmo em presença do extrato natural As amostras de biodiesel em contato com o aço carbono e aço 12 apresentaram uma menor degradação quando comparado com a amostra de tubulação, porem quando na presença de extrato natural de alecrim o biodiesel em contato com a liga aço carbono apresentou uma compatibilidade satisfatória em relação a estabilidade oxidativa e parâmetros físico-químicos, sendo esta a mais aconselhável para armazenamento O extrato natural de alecrim atua como um bom agente antioxidante conferindo uma estabilidade oxidativa acima de 8 horas como descreve a norma EN 14112Item Análise da formação de radicais livres no processo de oxidação de biodiesel de diferentes matérias-primasMantovani, Ana Carolina Gomes; Di Mauro, Eduardo [Orientador]; Dall'Antonia, Luiz Henrique; Borsato, DionísioResumo: A técnica de spin trapping quando utilizada em conjunto com a Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) tem se mostrado um poderoso recurso na quanti?cação de radicais livres que possuem curtos tempos de vida, que sejam instáveis e de difícil detecção, com vantagens de ter um uso experimental rápido e considerado simples quando comparada à outras técnicas Essa técnica foi aplicada no presente trabalho a ?m de analisar a formação de radicais livres gerados na reação oxidativa radicalar de amostras de biodiesel de óleo de milho, biodiesel de óleo de soja e biodiesel comercial As amostras foram incubadas usando o spin trap PBN (N-t-Butyl-?-phenylnitrone) e analisadas por RPE a temperatura ambiente e sob aquecimento a 7 ºC Dois métodos de incubação com PBN foram testados As amostras analisadas por RPE a temperatura ambiente foram incubadas com PBN uma única vez no dia inicial das medidas e, as amostras analisadas com o aquecimento de 7 ºC foram incubadas com o PBN em todos os dias nos quais foram realizadas análises As amostras analisadas com aquecimento térmico foram guardadas em estufa a 5 ºC durante todo o período de análise, 21 dias e as a temperatura ambiente foram guardadas na ausência de luz e mantidas fechadas hermeticamente As amostras a temperatura ambiente foram analisadas a aproximadamente cada 7 dias, enquanto que as sob aquecimento foram medidas nos dias 1, 6, 13 e 21 obtendo curvas dos radicais aprisionados A partir dos dados obtidos foi possível caracterizar as etapas de degradação dos biodiesel pela técnica, além de ter possibilitado a caracterização dos radicais aprisionados no processo oxidativoItem Estudo do perfil do biodiesel B-100 comercializado na região de Londrina : aplicação de redes neurais do tipo mapa auto organizavelCampos Filho, Vilson Machado de; Borsato, Dionísio [Orientador]; Yamashita, Fábio; Di Mauro, EduardoResumo: O presente estudo consistiu na análise e classificação de noventa e sete amostras de biodiesel B1 comercializado na região de Londrina, Paraná a fim de verificar seu comportamento no que diz respeito à qualidade deste biocombustível A priori as noventa e sete amostras foram agrupadas de acordo com o ano de análise Para cada ano foram atribuídas letras tituladas de A à D, estas compreendidas entre 21 e 213 Dos parâmetros de conformidade previamente analisados, encontram-se os preconizados pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), por meio da resolução nº 7 de 28 (RANP 7/28) Os parâmetros de conformidade analisados foram a massa específica, ponto de fulgor, índice de peróxido e índice de acidez As amostras foram distribuídas de acordo com o total de amostras analisadas para cada ano, A (33), B (25), C (24) e D (15) e, os valores observados foram apresentados a Rede Neural Artificial do tipo Mapa Auto Organizável, bidimensional retangular, com a finalidade de obter uma classificação de acordo com as propriedades físico – químicas de cada amostra em função do ano de produção da amostra A Rede Neural Artificial do tipo Mapa Auto Organizável foi treinada em dias diferentes e as amostras divididas aleatoriamente em dois grupos, treinamento e teste Posteriormente, foram realizados os ajustes de ciclos de treinamento e dos números aleatórios de geração de dados, resultando na obtenção de mapas topológicos, ou mapas de Kohonen, possibilitando a visualização das relações de vizinhança entre os neurônios da rede, bem como, da análise de parâmetros estatísticos entre as variáveis apresentadas, a taxa de aprendizagem e estabilidade da Rede Neural Artificial utilizada Foi constatado que para esta situação, a Rede Neural Artificial do tipo Mapa Auto Organizável diferenciou as amostras em relação ao ano e aos parâmetros de conformidade, preconizados pela ANP, possibilitando também, a constatação de que dentre os parâmetros de conformidade analisados, os de maior significância, portanto, bons para a distinção e classificação dessas amostras, foram a massa específica e o ponto de fulgor As redes SOM mostraram-se de suma relevância para a classificação no que diz respeito ao perfil do biodiesel comercializado na região de Londrina, ParanáItem Modelagem matemática do tempo de estocagem do biodiesel com adição de antioxidantes naturais : chá verde, chá preto e polpa de ameixaCorreia, Igor Aparecido dos Santos; Borsato, Dionísio [Orientador]; Gomes, Jaime Alberti; Antunes, Sandra Regina MasettoResumo: Devido ao alto teor de ésteres insaturado sem sua composição o biodiesel possui baixa estabilidade oxidativa e vários agentes como: ar, luz, umidade, calor, presença de metais e exposição em ambientes contaminados, aceleram a sua oxidação Este projeto teve com o objetivo quantificar o uso de antioxidantes naturais afim de subsitittuir os sintéticos através de modelagem matemática, utilizando extratos alcóolicos de chá verde, ameixa roxa e chá preto O aparelho utilizado para verificar o Período de indução é denominado como Rancimat ®, este aparelho acelera a reação de oxidação afim de verificar os resultados com maior agilidade, gerando dados que possibilita a verificação dos parâmetros cinéticos da reação de oxidação As amostras de biodiesel com adição de antioxidantes naturais apresentaram sinais interessantes quanto ao retardamento da oxidação, avaliando também o resultado da mistura entre os extratos alcóolicos com seus sinergismos e a alteração do período de indução e constante de velocidade para atingir metas estabelecidas por normas O chá verde se mostrou como um ótimo antioxidante natural, retardando o periodo de indução por mais tempo O extrato alcoólico de ameixa roxa em sinergismo com o de chá preto conseguiu atingir o minimo da constante de velocidade, já o chá preto mostra sua atuação por longos períodos, facilitando assim, seu uso durante o armazenamentoItem Aplicação de métodos para concentração da biomassa de microalgas cultivadas em meio líquidoSilva, Helder Rodrigues da; Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Orientador]; Oliveira, André Luiz Martinez de; Colozzi Filho, ArnaldoResumo: Microalgas são microrganismos fotossintetizantes e em suas células os componentes em maior proporção são pigmentos, carboidratos, proteínas e lipídeos, despertando grande interesse para a indústria biotecnológica, especialmente na produção de biocombustíveis Uma das etapas importantes no cultivo das microalgas é a concentração e separação (colheita) da biomassa do meio líquido, que representa em torno de 2 a 3% do custo total da produção O objetivo deste trabalho foi cultivar microalgas, e avaliar eficiência de técnicas para separação e concentração de biomassa em cultivo de microalgas e analisar o teor de lipídeos As estirpes de microalgas avaliadas foram: Chlorella vulgaris (IPR-Chlv7123), Neochloris oleoabundans (UTEX LB1185) e Botryococcus braunii (UTEX 572) O ambiente de cultivo foi em câmara de crescimento com fotoperíodo de 12 h com temperatura controlada de 28, ± 2,°C, na fase luminosa, e 22, ± 2,°C, na fase escura, com densidade de fluxo de fótons da radiação fotossinteticamente ativa de aproximadamente 1 ± 2 µE m-2 s-1, utilizando quatro lâmpadas fluorescentes tubulares (65 W cada) dispostas paralelamente na parte superior do recipiente para cultivo da microalga, e também em casa de vegetação de vidro exposto a luz solar O meio de cultivo utilizado foi o BBM e a análise de lipídeos foi realizada pelo método de espectroscopia de fluorescência Os experimentos para concentrar a biomassa das microalgas em cultivo foram centrifugação, floculação com amido de mandioca catiônico, floculação por indução alcalina do pH e floculação com policloreto de alumínio O teor lipídico foi de 19,1% para C vulgaris, 47,1% N oleoabundans e 32,3% B braunii A eficiência da centrifugação para concentrar a biomassa foi acima de 97,7% para a N oleoabundans e de 98,5% para B braunii, enquanto, para a C vulgaris foi alcançado 1% de eficiência A floculação com amido de mandioca catiônico foi acima de 86% para a N oleoabundans, de 71% para C vulgaris e de 75% para B braunii A eficiência de floculação por indução alcalina do pH foi acima de 87% para N oleoabundans e acima de 68% para B braunii A eficiência da floculação de microalgas com PAC foi acima de 78% para N oleoabundans, acima de 73% para C vulgaris, acima de 94% para B braunii Conclui-se que, as técnicas de floculação com amido de mandioca catiônico, policloreto de alumínio - PAC e por indução alcalina do pH, para concentração de biomassa em cultivo de microalgas foram eficientes e podem ser aplicadas nos cultivos em grande escala