Biomassa e energia

Biomass was the dominating source of energy for human activities until the middle 19th century, when coal, oil, gas and other energy sources became increasingly important but it still represents ca. 10% of the worldwide energy supply. The major part of biomass for energy is still "traditional biomass" used as wood and coal extracted from native forests and thus non-sustainable, used with low efficiency for cooking and home heating, causing pollution problems. This use is largely done in rural areas and it is usually not supported by trading activities. There is now a strong trend to the modernization of biomass use, especially making alcohol from sugar cane thus replacing gasoline, or biodiesel to replace Diesel oil, beyond the production of electricity and vegetable coal using wood from planted forests. As recently as in 2004, sustainable "modern biomass" represented 2% of worldwide energy consumption. This article discusses the perspectives of the "first" and "second" technology generations for liquid fuel production, as well as biomass gaseification to make electricity or syngas that is in turn used in the Fischer-Tropsch process.

Crise financeira, energia e sustentabilidade no Brasil

A recente crise financeira global traz consigo efeitos como a redução da atividade econômica e, consequentemente, do consumo de energia. Essa pode ser uma importante oportunidade para reorganizar o sistema energético em bases mais sólidas e sustentáveis: a eficiência, a maior participação das fontes renováveis e a descentralização da produção de energia. O Brasil e outros países em desenvolvimento podem aproveitar a experiência dos países desenvolvidos em eficiência energética, complementando com um programa vigoroso em energias renováveis, particularmente as "modernas" (eólica, solar, biomassa e pequenas hidrelétricas). Entretanto, preocupa o cenário inercial nacional, baseado num aumento da participação das fontes fósseis de energia na matriz, na priorização dos recursos à exploração de petróleo e gás natural e na manutenção de padrões insustentáveis de produção e consumo.

Energia, meio ambiente e economia: o Brasil no contexto mundial

The cycle of fossil fuels as an energy source for mankind is approaching its end. Finite resources, coupled with greenhouse gas, have led to an increased effort in the search for alternative renewable energy sources. Brazil has a leading position, due to a 46% participation of renewable sources in its primary energy supply, compared to the global average of 12%. The expansion of the renewable sources in Brazil depends on medium and long term planning, and a large volume of investments. The present financial crisis will have major effects in the energy market. Despite a negative initial impact, it is expected that the rearrangement of the financial system will ultimately lead to an expansion in the use of renewable energy sources. Brazil is a tropical country, with the largest biodiversity in our planet and excellent conditions to expand the use of all forms of renewable sources.

Efeitos de dietas com níveis crescentes de milho no metabolismo ruminal de energia e proteína em bubalinos

Avaliaram-se os efeitos de dietas com níveis crescentes de milho em grão moído (0, 22, 37 e 49% na MS) em substituição ao feno de coast-cross mantendo-se diferentes relações proteína:carboidratos não-fibrosos (PB:CNF = 1,01; 0,39; 0,33 e 0,27) sobre o metabolismo ruminal de búfalos. Utilizaram-se quatro búfalos fistulados no rúmen, mantidos em delineamento quadrado latino 4 × 4, para a coleta de amostras do líquido ruminal, colhidas em cada período experimental (de 28 dias) nos tempos 0, 2, 4 e 8 horas após a alimentação. Em geral, os bubalinos apresentaram boa capacidade tamponante no rúmen, com pH médio alto (6,70) e aumento da ingestão de milho em grão moído. O acréscimo nos níveis de milho na dieta promoveu aumento da produção de ácido butírico. Somente a dieta com 49% de milho promoveu melhor fermentação ruminal, com menor propoção de ácidos acético:propiônico. A relação PB:CNF de 1,01 indica deficiência de energia da dieta disponível para microrganismos no rúmen ao longo do dia, enquanto dietas com PB:CNF entre 0,39 e 0,27 promovem fermentações ruminais semelhantes, o que indica sincronismo na utilização de nitrogênio e energia pelos microrganismos no rúmen nessas condições.

Composição química, valores de energia metabolizável e aminoácidos digestíveis de subprodutos do arroz para frangos de corte

Dois experimentos foram conduzidos para determinar a composição química, os valores de energia e os coeficientes de digestibilidade dos aminoácidos, do farelo de arroz integral (FAI) e da quirera de arroz (QA). No primeiro estudo, foram utilizadas 144 aves, com 21 dias de idade, machos, linhagem Cobb, que tiveram suas excretas totalmente coletadas para determinação da energia metabolizável aparente (EMA) e energia metabolizável aparente corrigida (EMAn). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com três tratamentos e seis repetições, com oito aves cada. No segundo experimento, foi utilizado o método de alimentação forçada para a determinação dos coeficientes de digestibilidade dos aminoácidos. O delineamento foi inteiramente casualizado, com dois alimentos e um jejum e seis repetições com um galo cada. Os valores de MS, PB, EE, FB, EMA e EMAn foram, respectivamente, para FAI: 88,6%; 11,8%; 15,3%; 10,2%; 2968kcal kg-1 e 2804kcal kg-1 e para QA: 93,5%; 9,1%; 0,73%; 0,45%; 3338kcal kg-1 e 3239kcal kg-1. Os valores médios encontrados dos coeficientes de digestibilidade de aminoácidos essenciais e não essenciais foram, respectivamente, de 75,9% e 73,9%, para FAI, e 77,9% e 76,5%, para QA. Embora tenham apresentado níveis inferiores de energia, FAI e a QA podem ser utilizados nas rações de aves em substituição ao milho, uma vez que tiveram níveis maiores de proteína bruta e aminoácidos digestíveis.

Determinação da energia de ativação em hidrogéis poliméricos a partir de dados termogravimétricos

Curvas termogravimétricas com diferentes razões de aquecimento foram utilizadas para a determinação de parâmetros cinéticos seguindo o método de Flynn-Wall. Para isso, foi utilizado um hidrogel preparado a partir da mistura de dois polissacarídeos, quitosana/xantana (QX) e outro, contendo além destes, colágeno (QXC). Os resultados mostraram que o valor de energia de ativação para o hidrogel QX foi de 3,44 kJ.mol-1, enquanto que para o QXC foi de 14,84 kJ.mol-1, sugerindo que a água presente no hidrogel contendo colágeno está mais fortemente ligada aos biopolímeros. Isto pode ter ocorrido devido à presença de grupos carboxílicos na estrutura colagênica.

Measuring air pressure with a polymeric gas sensor

In this communication we describe the application of a conductive polymer gas sensor as an air pressure sensor. The device consists of a thin doped poly(4'-hexyloxy-2,5-biphenylene ethylene) (PHBPE) film deposited on an interdigitated metallic electrode. The sensor is cheap, easy to fabricate, lasts for several months, and is suitable for measuring air pressures in the range between 100 and 700 mmHg.

Gas-phase solvolysis type reactions of SiCl3+ cations

Gas-phase SiCl3+ ions undergo sequential solvolysis type reactions with water, methanol, ammonia, methylamine and propylene. Studies carried out in a Fourier Transform mass spectrometer reveal that these reactions are facile at 10-8 Torr and give rise to substituted chlorosilyl cations. Ab initio and DFT calculations reveal that these reactions proceed by addition of the silyl cation to the oxygen or nitrogen lone pair followed by a 1,3-H migration in the transition state. These transition states are calculated to lie below the energy of the reactants. By comparison, hydrolysis of gaseous CCl3+ is calculated to involve a substantial positive energy barrier.

Estado nutricional e adequação da ingestão de energia e nutrientes em pacientes com insuficiência cardíaca

FUNDAMENTO: Maior conhecimento sobre o estado nutricional e a ingestão de energia e nutrientes é necessário para auxiliar no tratamento de pacientes com insuficiência cardíaca (IC). OBJETIVO: Verificar o estado nutricional e analisar a adequação da ingestão de energia, macro e micronutrientes de pacientes com IC em atendimento ambulatorial. MÉTODOS: Foram coletados dados antropométricos e de ingestão alimentar habitual de 125 pacientes (72% homens, 52,1±9,8 anos, IMC 26,9±4,4 kg/m²). As variáveis antropométricas foram comparadas entre os sexos, e analisou-se a adequação da ingestão de energia e nutrientes perante as recomendações. RESULTADOS: Depleção ou risco de depleção das reservas musculares estava presente em 38,4% dos pacientes (associação com sexo masculino; p < 0,0001). Em 69,6% dos casos, a ingestão média de energia foi menor que as necessidades energéticas (p < 0,0001). Entre os micronutrientes analisados, magnésio, zinco, ferro e tiamina apresentaram prevalências de inadequação importantes, e a maioria dos pacientes teve consumo de cálcio e potássio abaixo da ingestão adequada e consumo de sódio acima. CONCLUSÃO: Pacientes ambulatoriais com IC apresentam depleção de reservas musculares, com ingestão inadequada de energia e diversos nutrientes. Não se observou associação significante entre quantidade de energia proveniente da dieta habitual e o estado nutricional. O acompanhamento multiprofissional deve ser estimulado para avaliar melhor o estado geral desses pacientes.

Estimativa do consumo de energia e de macronutrientes no domicílio e na escola em pré-escolares

OBJETIVO: Estimar o consumo de energia e de macronutrientes no domicílio e na escola em tempo integral em crianças de 2 a 6 anos e pesquisar diferenças no consumo entre as crianças de escolas públicas e particulares. MÉTODOS: Estudo transversal realizado com 362 pré-escolares em Caxias do Sul (RS). O estado nutricional foi avaliado pela razão peso para estatura. O consumo na escola foi avaliado por meio do método de pesagem direta individual dos alimentos consumidos pelas crianças e, no domicílio, por meio do método de registro alimentar realizado pelos pais ou responsáveis. Para as análises estatísticas utilizou-se o teste U de Mann-Whitney (p < 0,05). RESULTADOS: Observou-se que 28 crianças (7,7 por cento) apresentaram excesso de peso, 92 (25,4 por cento), risco para excesso de peso e sete (1,9 por cento), baixo peso para a estatura. A avaliação da ingestão alimentar em 24 horas mostrou que 51,3 por cento da energia, 60,3 por cento dos lipídios e 51,6 por cento das proteínas foramconsumidos nos domicílios, apesar de as crianças permanecerem em período integral nas escolas. Observou-se maior ingestão de energia (p = 0,001), carboidratos (p < 0,001) e lipídios (p = 0,04) nos pré-escolares de escolas particulares em relação aos de escolas públicas, porém o consumo total diário se mostrou similar nas diferentes instituições. CONCLUSÕES: Os achados sugerem que as crianças consomem proporcionalmente mais energia, proteínas e lipídios nas refeições complementares dos domicílios em relação às refeições diárias nas escolas infantis. Apesar das diferenças de consumo entre as escolas públicas e particulares, a ingestão diária mostrou-se similar entre as crianças

Fontes de variação da ingestão de energia e nutrientes entre adolescentes do Município de São Paulo, Brasil

Este estudo propôs-se a descrever as fontes de variação da ingestão de energia e nutrientes e calcular o número de dias necessários para a estimativa da ingestão habitual em adolescentes do Município de São Paulo, Brasil. Foi aplicado um recordatório alimentar de 24 horas (R24h) em 273 adolescentes, durante os anos de 2007 e 2008, e posteriormente cada indivíduo foi convidado a responder a outro R24h. Foram estimadas as fontes de variação da ingestão utilizando-se modelo de efeitos aleatórios. A variância intrapessoal foi o componente de variância que mais contribuiu para a variabilidade da ingestão de energia e nutrientes, ao passo que a contribuição do dia da semana e mês do ano foi pequena (< 8por cento ) para a variabilidade total da ingestão. As razões de variância variaram de 1,15 para o cálcio a 7,31 para a vitamina E. O número de R24h necessário para estimar a ingestão habitual variou de acordo com o nutriente: em torno de 15 para o sexo masculino e 8 para o feminino

Dynamic transitions in a three dimensional associating lattice gas model

The aggregation of interacting Brownian particles in sheared concentrated suspensions is an important issue in colloid and soft matter science per se. Also, it serves as a model to understand biochemical reactions occurring in vivo where both crowding and shear play an important role. We present an effective medium approach within the Smoluchowski equation with shear which allows one to calculate the encounter kinetics through a potential barrier under shear at arbitrary colloid concentrations. Experiments on a model colloidal system in simple shear flow support the validity of the model in the concentration range considered. By generalizing Kramers' rate theory to the presence of shear and collective hydrodynamics, our model explains the significant increase in the shear-induced reaction-limited aggregation kinetics upon increasing the colloid concentration.

Dynamic transitions in a two dimensional associating lattice gas model

Using Monte Carlo simulations we investigate some new aspects of the phase diagram and the behavior of the diffusion coefficient in an associating lattice gas (ALG) model on different regions of the phase diagram. The ALG model combines a two dimensional lattice gas where particles interact through a soft core potential and orientational degrees of freedom. The competition between soft core potential and directional attractive forces results in a high density liquid phase, a low density liquid phase, and a gas phase. Besides anomalies in the behavior of the density with the temperature at constant pressure and of the diffusion coefficient with density at constant temperature are also found. The two liquid phases are separated by a coexistence line that ends in a bicritical point. The low density liquid phase is separated from the gas phase by a coexistence line that ends in tricritical point. The bicritical and tricritical points are linked by a critical lambda-line. The high density liquid phase and the fluid phases are separated by a second critical tau-line. We then investigate how the diffusion coefficient behaves on different regions of the chemical potential-temperature phase diagram. We find that diffusivity undergoes two types of dynamic transitions: a fragile-to-strong transition when the critical lambda-line is crossed by decreasing the temperature at a constant chemical potential; and a strong-to-strong transition when the critical tau-line is crossed by decreasing the temperature at a constant chemical potential.

High density flux of Co nanoparticles produced by a simple gas aggregation apparatus

Gas aggregation is a well known method used to produce clusters of different materials with good size control, reduced dispersion, and precise stoichiometry. The cost of these systems is relatively high and they are generally dedicated apparatuses. Furthermore, the usual sample production speed of these systems is not as fast as physical vapor deposition devices posing a problem when thick samples are needed. In this paper we describe the development of a multipurpose gas aggregation system constructed as an adaptation to a magnetron sputtering system. The cost of this adaptation is negligible and its installation and operation are both remarkably simple. The gas flow for flux in the range of 60-130 SCCM (SCCM denotes cubic centimeter per minute at STP) is able to completely collimate all the sputtered material, producing spherical nanoparticles. Co nanoparticles were produced and characterized using electron microscopy techniques and Rutherford back-scattering analysis. The size of the particles is around 10 nm with around 75 nm/min of deposition rate at the center of a Gaussian profile nanoparticle beam.

Polaron liquid-gas crossover at the orthorhombic-rhombohedral transition of manganites

High-resolution synchrotron x-ray powder diffraction in La(0.7)Ca(0.3)MnO(3) shows in detail a first-order structural phase transition from orthorhombic (space-group Pnma) to rhombohedral (space-group R (3) over barc) crystal structures near T(S)=710 K. Magnetic susceptibility measurements show that the rhombohedral phase strictly obeys the Curie-Weiss law as opposed to the orthorhombic phase. A concomitant change in the electrical resistivity behavior, consistent with an alteration from nonadiabatic to adiabatic small polaron hopping regimes, was also observed at T(S). The simultaneous change in transport and magnetic properties are identified as a transition from a correlated polaron liquid for Tgas for T>T(S), driven by the change in the crystal symmetry.