Roadmap tecnológico em matérias-primas renováveis: uma base para a construção de políticas e estratégias no Brasil

This paper presents a technology roadmap applied to renewable raw materials as a basis for public policy and strategies in Brazil. The roadmap, developed by Braskem professionals and academic experts, intends to be a basis of discussion and common language creation regarding the possible utilization of renewable raw materials for biofuel and chemical production in Brazil. Following this perspective, the roadmap is presented to public debate and contribution from the stakeholders. The paper describes the roadmap construction and presents the main implications for policy and strategy goals. An analysis of the innovation dynamics in renewable raw materials is developed as an outcome of the roadmap.

Propriedades físicas e químicas de substratos renováveis

A necessidade premente de aumento no número de mudas plantadas anualmente, bem como a crescente diminuição na disponibilidade de matérias-primas tradicionais para composição de substratos, tem levado à necessidade do desenvolvimento de estudos que visam à avaliação e disponibilização de novos materiais para sua composição técnica e economicamente eficientes. Em vista disso, este estudo objetivou analisar as propriedades físicas e químicas de substratos formulados com base em materiais renováveis e de grande disponibilidade (fibra de coco, casca de arroz carbonizada em diferentes granulometrias, biossólido e casca de pinus semidecomposta), bem como suas intercorrelações. Para tanto, foram formulados 41 substratos, os quais tiveram suas propriedades físicas e químicas avaliadas. Com base nos resultados, pôde-se concluir que, pelas suas propriedades físicas e químicas, uma série de materiais renováveis e, ou, resíduos agroindustriais e humanos se adéquam para serem utilizados como componentes na formulação de substratos para produção de mudas florestais, embora os conteúdos de alguns nutrientes em determinados substratos devam ser ajustados via adubação de base. Em vista do fato de as propriedades físicas serem mais decisivas na escolha de determinada formulação de substrato, entre os componentes e misturas avaliadas se pode concluir que os substratos formulados à base de fibra de coco e casca de arroz carbonizada se mostraram mais adequados.

Modelo de dimensionamento otimizado para sistemas energéticos renováveis em ambientes rurais

Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de novo modelo para dimensionamento de sistemas integrados de recursos energéticos renováveis, aplicados a ambientes rurais, a partir da utilização de ferramentas de simulação e otimização desenvolvidas em MATLAB 6.0. O dimensionamento realizado apresenta custo mínimo e atende a determinado nível de confiabilidade desejado para o sistema, baseado no conceito de probabilidade de perda de fornecimento de energia à carga (LPSP) para horas consecutivas. Um modelo de otimização é apresentado e três diferentes cenários de dimensionamento são calculados e comparados, mostrando a flexibilidade na elaboração de diferentes concepções de projeto. Os resultados obtidos contemplam o dimensionamento completo dos dispositivos de conversão energética e análise de custos do sistema.

Potencialidade de produção de biodiesel por óleos e gorduras residuais na cidade de Itabira-MG

Grande parte da energia produzida no Brasil provém de fontes renováveis. Porém, as energias não-renováveis são mais utilizadas, em especial o petróleo, cujas reservas são finitas. Uma alternativa para substituição do diesel é o biodiesel, biocombustível produzido por fontes renováveis ou recicladas, como óleos e gorduras residuais, OGRs, que geram menos poluentes que os combustíveis derivados do petróleo. O objetivo deste trabalho foi verificar, por meio de questionário, a geração de OGRs pelos estabelecimentos comerciais da cidade de Itabira-MG, de forma a avaliar e discutir a potencialidade de produção de biodiesel na localidade em função da oferta de OGRs, retorno financeiro e fatores logísticos. Para isso, na Prefeitura de Itabira foram levantados dados de todos os estabelecimentos que possuem alvará de funcionamento, escolhendo-se os que estão localizados em áreas centrais da cidade. Verificou-se a geração de quantidades insuficientes de óleo de soja e de gordura hidrogenada residuais, inviabilizando no momento a produção de biodiesel em grande escala. Contudo, em relação à simulação feita com os custos de produção do biocombustível, os valores encontrados são compatíveis aos do mercado consumidor. Além disso, um dado preocupante levantado foi a doação dos óleos de soja residuais para a reutilização por pessoas carentes da cidade, um destino perigoso à saúde dessas pessoas.

Desempenho na barra de tração de um trator agrícola de pneus, alimentado com misturas de óleo diesel e óleo de soja reutilizado

O petróleo é a principal fonte de energia para motores de combustão interna, possibilitando sua transformação em energia mecânica. A dependência do petróleo conduz à necessidade de alternativas, mediante o cultivo de matérias-primas renováveis. Os problemas atuais são os custos dos biocombustíveis, que são maiores que dos derivados do petróleo, e o fato de que não existem muitos motores de combustão adequados ao uso de óleos vegetais. Em vista disso, são necessárias mais investigações quanto às técnicas de produção e de refino dos biocombustíveis e, ainda, à adequação de motores ao uso de óleos vegetais, para que estes possam ser uma alternativa viável. O objetivo deste trabalho foi caracterizar as diferentes misturas e avaliar o desempenho de um trator agrícola de pneus, utilizando misturas de óleo Diesel (OD) com óleo de soja reutilizável (OSR). Primeiramente, foi realizado um estudo de densidade, viscosidade das misturas e comportamento da temperatura do OD no sistema de alimentação de combustível no motor. Após as análises, verificou-se, por meio de ensaios na barra de tração, o desempenho das misturas de OD e OSR. As principais conclusões deste trabalho foram: a densidade e viscosidade das misturas sofrem variações com o aumento da quantidade de OSR e com a variação da temperatura. Para as avaliações na barra de tração, os melhores resultados observados no rendimento do trator foram verificados com o aumento das percentagens de mistura (25% OSR, para carga N, 25, 75 e 100% OSR, para a quarta marcha, como carga, e 75 e 100% OSR, para a terceira, segunda e primeira marcha, como carga).

Hêliconias como alternativa econômica para comunidades amazônicas

Reservas extrativistas (RESEX) são espaços territoriais destinados à exploração sustentável e conservação dos recursos naturais renováveis, por populações extrativistas. Além disso, tem como finalidade implantar alternativas de renda que contribuam para a melhoria das condições de vida das famílias locais. Dentre as variadas possibilidades de renda pelas comunidades que compõem as RESEX, destacamos neste trabalho o uso das helicônias. As espécies de Heliconia são um dos mais vistosos grupos de plantas herbáceas das florestas tropicais. Entretanto seu uso como fonte de renda é desconhecido pelas comunidades que compõem a RESEX. Registramos 11 espécies de Heliconia na RESEX do Baixo Juruá com uso potencial como plantas ornamentais: H. acuminata, H. densiflora, H. hirsuta, H. lasiorachis, H. stricta, H. chartacea, H. juruana, H. marginata, H. psittacorum, H. spathocircinata e H. tenebrosa. Atualmente o mercado de plantas ornamentais está em expansão no Brasil, mas a Amazônia parece não estar acompanhando este processo, demonstrando falta de iniciativa política. A economia na forma do extrativismo praticada dentro das reservas florestais na Amazônia, mesmo acarretando alguns impactos diretos sobre a fauna e a flora, ajuda a manter as funções ecológicas originais da floresta evitando perdas futuras de biodiversidade regional. Adicionalmente, garante a continuidade das populações tradicionais no campo, com efeito direto na economia local e regional.

Caracterização físico-química das misturas binárias de biodiesel e diesel comercializados no Amazonas

O uso de energias renováveis aliadas à preservação do meio ambiente tem despertado interesse cada vez maior em nível nacional e internacional principalmente a utilização do biodiesel em substituição ao diesel de petróleo. Sua utilização traz uma série de vantagens sociais, econômicas e ambientais. Nos últimos anos, houve no Brasil um aumento nas pesquisas sobre o biodiesel. A lei brasileira nº 11.097 de 2005 dispõe sobre a introdução do biodiesel na matriz energética brasileira, misturado ao óleo diesel em um percentual mínimo obrigatório de 2%, com aumento na adição para 5% até 2012. Contudo, essa adição só é possível se o biodiesel estiver dentro dos padrões de qualidade exigidos. Diante disto, neste trabalho foram preparadas misturas de biodiesel adicionado ao diesel interior, nas proporções 2, 5, 10 e 20% (v/v), sendo posteriormente caracterizados a partir da determinação dos parâmetros físico-químicos citados na Resolução da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), visando avaliar se as misturas estão em conformidade com a norma. De acordo com os resultados concluiu-se que, tanto o biodiesel quanto suas misturas binárias (B2 a B20) encontram-se dentro dos padrões de qualidade estabelecido pela ANP.

O potencial do aruanã Osteoglossum bicirrhosum (Vandelli, 1829) (Osteoglossiformes, Osteoglosidae) para a criação em cativeiro

O presente trabalho teve como objetivo identificar uma nova espécie para a criação em cativeiro na região amazônica, visando atender não somente a demanda do mercado local, mas os anseios de um mercado consumidor ávido por novos produtos de qualidade. Para tanto, foi utilizado como ponto de partida o banco de dados do Projeto Manejo dos Recursos Naturais Renováveis de 2001 a 2004. Fazendo uma ligação destes dados com os obtidos junto ao Núcleo de Recursos Pesqueiros do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis e da Secretaria Especial de Aqüicultura e Pesca da Presidência da República/AM, possibilitou-se identificar o aruanã Osteoglossum bicirrhosum (Vandelli, 1829) como um pescado com potencial para a criação em cativeiro. Foram analisados ainda os valores de mercado e realizadas análises da composição centesimal e do rendimento de carcaça, que creditaram ao aruanã uma carne magra (0,08% de gordura) e protéica (15,19%), com um rendimento de 29,15 ± 1,48% de filé.

Cenários prospectivos para o comércio internacional de etanol em 2020

Há crescentes pressões para que sejam adotados hábitos sustentáveis pela sociedade, o que impacta diversos mercados, incluindo os de energia. Combustíveis fósseis são fontes finitas, não renováveis e responsáveis por emissões consideráveis de CO2 na atmosfera. Nesse contexto, o etanol é apontado com umas das alternativas mais viáveis de fornecimento de energia limpa e renovável. O Brasil possui liderança tecnológica no setor devido ao lançamento do Proálcool na década de 1970. Nos anos 2000, o País despontou novamente na produção do biocombustível, passando a enfrentar concorrência maior de players norte-americanos e da União Europeia. Para o futuro, podem ser apontadas diversas incertezas que o setor enfrentará, sendo a prospecção baseada em cenários uma forma de modelar tais incertezas e auxiliar o desenvolvimento de estratégias robustas para as empresas que pretendem investir no setor. O objetivo neste trabalho foi desenvolver quatro cenários para o comércio internacional de etanol em 2020 e discutir as implicações para as estratégias empresariais. Para tanto, foi utilizado o método de elaboração de cenários em uma abordagem exploratória e qualitativa. Os cenários apresentados no estudo podem ser utilizados por empresas e diferentes stakeholders para testar opções estratégicas e de investimentos no setor de etanol.

Manejo da adubação potássica na cultura da cana-de-açúcar

O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e, devido à crescente demanda por fontes renováveis de energia, a área cultivada encontra-se em expansão. Regularmente, a cultura é plantada em solos com baixos teores de nutrientes, o que pode limitar sua produtividade. A adubação potássica da cana-de-açúcar é feita basicamente no sulco de plantio, o que pode comprometer a eficiência de utilização desse nutriente devido a possíveis perdas por lixiviação ou salinidade às raízes das plantas. O objetivo deste estudo foi avaliar produtividade de colmos e atributos tecnológicos da cana-de-açúcar em função de doses e modos de aplicação de K. O experimento foi conduzido em um Latossolo Vermelho distrófico durante o ciclo de cana-planta, com o cultivar SP90 3414, em esquema fatorial 2 x 4, sendo dois modos de aplicação (100 % no plantio e 50 % no plantio + 50 % em cobertura) e quatro doses de K (0, 100, 150 e 200 kg ha-1 de K2O), com quatro repetições. Aos nove meses após o plantio, foram avaliados a altura das plantas e o perfilhamento e, na colheita, a produtividade de colmos e os atributos tecnológicos da cana-de-açúcar. As doses de K aumentaram o crescimento em altura e o perfilhamento da cana-de-açúcar, para os dois modos de aplicação; a produtividade de colmos e de açúcar aumentou com as doses de K até um ponto de máximo de, aproximadamente, 160 kg ha-1 de K2O; e a produtividade máxima estimada de cerca de 160 t ha-1 foi obtida com 130 e 150 kg ha-1 de K2O, para a aplicação parcelada e única do fertilizante, respectivamente.

Efeito da adição de cinza da casca de arroz em misturas cimento-casca de arroz

A casca de arroz e sua cinza são abundantes e renováveis, podendo ser empregadas na obtenção de materiais de construção alternativos. O aumento do consumo desses resíduos poderia ajudar a minimizar os problemas ambientais provenientes da sua eliminação inadequada. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a utilização de cinzas como carga mineral (filler). Todavia, a casca de arroz interferiu quimicamente no comportamento das misturas à base de cimento. Assim, diferentes misturas cimento-casca de arroz, com e sem adição de cinzas, foram avaliadas, a fim de destacar a influência de seus componentes (casca; cinza) que, de outra forma, poderiam ser excluídas ou subestimadas. Amostras cilíndricas (teste de compressão simples e de tração por compressão diametral) e amostras extraídas das placas prensadas (teste de flexão e compressão paralela à superfície) foram usadas para avaliar o comportamento das misturas e dos componentes casca e cinza. Os resultados dos ensaios mecânicos mostraram, em geral, que não houve diferença estatística entre as misturas, as quais estão associadas ao efeito químico supressivo da cinza da casca de arroz. A mistura da casca de arroz de 10 mm com o acréscimo de 35% das cinzas destaca-se por permitir o mais elevado consumo de casca e cinzas, reduzir 25% no consumo de cimento e permitir o confinamento (sem emissões para a atmosfera) de cerca de 1,9 tonelada de CO2 por tonelada de cimento consumido, contribuindo, assim, para a redução da emissão de CO2, o que pode incentivar construções rurais sob o ponto de vista ecológico.

Planejamento energético rural assistido por computador

Este trabalho traz o desenvolvimento de ferramenta computacional de auxílio ao planejamento energético na eletrificação rural, tendo como referência os principais softwares disponíveis no mercado mundial e citados na literatura científica. Após identificar as principais limitações dos mesmos, obteve-se um produto em português, que compara a extensão da rede convencional de energia elétrica às principais modalidades de geração elétrica de pequeno porte em uso no Brasil. Traz a inovação do dimensionamento e do uso da geração de energia elétrica a partir da produção de biogás no local. Para validação do programa, foram comparados os resultados obtidos pela mesma em dois estudos de casos reais de eletrificação rural.

Biodiesel de mamona no diesel interior e metropolitano em trator agrícola

A demanda de recursos energéticos pelos sistemas de produção, aliada à escassez dos combustíveis fósseis, tem motivado a produção do Biodiesel, que é um combustível obtido de fontes renováveis. O objetivo deste trabalho foi realizar dois ensaios: o primeiro dinâmico, para avaliar o desempenho operacional utilizando como parâmetro o consumo de combustível, e o segundo, estático, para mensurar a opacidade da fumaça (material particulado) do motor de um trator agrícola, operando com diesel metropolitano e interior misturados ao Biodiesel de mamona, em sete proporções. O trabalho foi conduzido no Departamento de Engenharia Rural da UNESP/Jaboticabal - SP. Os resultados mostraram que o tipo de diesel influenciou no consumo de combustível e na opacidade da fumaça, sendo o diesel metropolitano de melhor qualidade; observou-se, também, que à medida que a proporção de Biodiesel aumentou, o mesmo ocorreu para o consumo de combustível; entretanto, a opacidade da fumaça reduziu com o acréscimo de Biodiesel até B75.

Análise de um sistema de aquecimento de água para residências rurais, utilizando energia solar

A conscientização da importância do meio ambiente tem incentivado o estudo de novas fontes energéticas renováveis e menos poluentes. Dentre essas fontes, a energia solar destaca-se por ser perene e limpa. A utilização da energia solar em sistemas de aquecimento de água residencial rural pode colaborar com a economia de energia elétrica, base da matriz energética brasileira. Conhecer os fatores que influenciam na operação de um sistema de aquecimento de água por energia solar é importante na determinação de sua viabilidade técnica, visando a sua difusão em residências rurais. Para tanto, construiu-se um protótipo, no câmpus da Faculdade Assis Gurgacz, em Cascavel - PR, com características similares a um equipamento utilizado em residências para dois habitantes, para funcionar com circulação natural ou termossifão e sem auxílio de sistema de aquecimento complementar. O equipamento mostrou-se viável tecnicamente, alcançando a temperatura mínima para banho de 35 °C, sempre que a radiação solar foi superior a 3.500 Wh m-2, o que aconteceu para a maioria dos dias estudados.

Resfriamento rápido de fornos de carbonização

A importância dos recursos naturais renováveis no mundo é crescente. No processo produtivo do carvão vegetal, é possível aumentar a eficiência global de transformação da lenha de eucalipto em carvão vegetal. Em processos industriais, o tempo de resfriamento da massa de carvão varia de 6 a 8 dias, com a utilização do resfriamento natural da massa de carvão, sendo que a temperatura para a abertura dos fornos de carbonização é de cerca de 60 ºC, e a temperatura inicial da massa de carvão em torno de 480 ºC. Sendo assim, foi estudado um sistema de resfriamento de fornos de carbonização utilizando injeção de vapor de água, com o objetivo de reduzir o tempo de resfriamento do carvão. Foram construídos um forno tipo contêiner em escala de laboratório, de dimensões iguais a 3,0 x 2,0 x 1,6 m e um sistema de queima dos gases provenientes da carbonização da lenha, instrumentado com termopares tipo K e um sistema de aquisição de dados, nos Laboratórios de Energia na Agricultura e de Pré-Processamento de Produtos Agrícolas do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais. Foi utilizada também uma caldeira para geração de vapor para o resfriamento rápido do forno. O tempo de resfriamento da massa de carvão foi reduzido em cerca de dois dias pela injeção de vapor de água, quando comparado com o processo de resfriamento natural.