Historical carbon budget of the brazilian ethanol program

This work models the carbon neutralization capacity of Brazil`s ethanol program since 1975. In addition to biofuel, we also assessed the mitigation potential of other energy products, such as, bioelectricity, and CO(2) emissions captured during fermentation of sugar cane`s juice. Finally, we projected the neutralization capacity of sugar cane`s bio-energy system over the next 32 years. The balance between several carbon stocks and flows was considered in the model, including the effects of land-use change. Our results show that the neutralization of the carbon released due to land-use change was attained only in 1992, and the maximum mitigation potential of the sugar cane sector was 128 tonnes Of CO(2) per ha in 2006. An ideal reconstitution of the deployment of the sugar cane sector, including the full exploitation of bio-electricity`s potential, plus the capture Of CO(2) released during fermentation, shows that the neutralization of land-use change emissions would have been achieved in 1988, and its mitigation potential would have been 390 tCO(2)/ha. Finally, forecasts of the sector up to 2039 shows that the mitigation potential in 2039 corresponds to 836 tCO(2)/ha, which corresponds to 5.51 kg Of CO(2) per liter of ethanol produced, or 55% above the negative emission level. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Sugarcane Phosphoribosyl Pyrophosphate Synthetase: Molecular Characterization of a Phosphate-independent PRS

Phosphoribosyl pyrophosphate synthetase (PRS-EC:2.7.6.1) is an important enzyme present in several metabolic pathways, thus forming a complex family of isoenzymes. However, plant PRS enzymes have not been extensively investigated. In this study, a sugarcane prs gene has been characterized from the Sugar Cane Expressed Sequence Tag Genome Project. This gene contains a 984-bp open reading frame encoding a 328-amino acid protein. The predicted amino acid sequence has 77% and 78% amino acid sequence identity to Arabidopsis thaliana and Spinacia oleracea PRS4, respectively. The assignment of sugarcane PRS as a phosphate-independent PRS isoenzyme (Class II PRS) is verified following enzyme assay and phylogenetic reconstruction of PRS homologues. To gain further insight into the structural framework of the phosphate independence of sugarcane PRS, a molecular model is described. This model reveals the formation of two conserved domains elucidating the structural features involved in sugarcane PRS phosphate independence. The recombinant PRS retains secondary structure elements and a quaternary arrangement consistent with known PRS homologues, based on circular dichroism measurements.

Influence of culture conditions on mycelial growth and bioluminescence of Gerronema viridilucens

Herein we describe a procedure for measuring the total light emission of the naturally bioluminescent tropical fungus Gerronema viridilucens and the optimization of culture conditions using multivariate factorial ANOVA. Cultures growing on an agar surface in 35 mm Petri dishes at 90% humidity show optimal bioluminescence emission at 25 degrees C in the presence of 1.0% sugar cane molasses, 0.10% yeast extract and pH 6.0 (nonbuffered). Temperature and pH are the most important factors for both mycelial growth and bioluminescence.

Evaluation of a carbon paste electrode modified with organofunctionalised SBA-15 nanostructured silica in the simultaneous determination of divalent lead, copper and mercury ions

The performance of a carbon paste electrode (CPE) modified with SBA-15 nanostructured silica organofunctionalised with 2-benzothiazolethiol in the simultaneous determination of Pb(II), Cu(II) and Hg(II) ions in natural water and sugar cane spirit (cachaca) is described. Pb(II), Cu(II) and Hg(II) were pre-concentrated on the surface of the modified electrode by complexing with 2-benzothiazolethiol and reduced at a negative potential (-0.80 V). Then the reduced products were oxidised by DPASV procedure. The fact that three stripping peaks appeared on the voltammograms at the potentials of -0.48 V (Pb2+), -0.03 V (Cu2+) and +0.36 V (Hg2+) in relation to the SCE, demonstrates the possibility of simultaneous determination of Pb2+, Cu2+ and Hg2+. The best results were obtained under the following optimised conditions: 100 mV pulse amplitude, 3 min accumulation time, 25 mV s(-1) scan rate in phosphate solution pH 3.0. Using such parameters, calibration graphs were linear in the concentration ranges of 3.00-70.0 x 10(-7) mol L-1 (Pb2+), 8.00-100.0 X 10(-7) mol L-1 (Cu2+) and 2.00-10.0 x 10(-6) mol L-1 (Hg2+). Detection limits of 4.0 x 10(-8) mol L-1 (Pb2+), 2.0 x 10(-7) mol L-1 (Cu2+) and 4.0 x 10(-7) mol L-1 (Hg2+) were obtained at the signal noise ratio (SNR) of 3. The results indicate that this electrode is sensitive and effective for simultaneous determination of Pb2+, Cu2+ and Hg2+ in the analysed samples. (C) 2008 Published by Elsevier B.V.

Phenol-furfural resins to elaborate composites, reinforced with sisal fibers - Molecular analysis of resin and properties of composites

Resol type resins were prepared in alkaline conditions (potassium hydroxide or potassium carbonate) using furfural obtained by acid hydrolysis of abundant renewable resources from agricultural and forestry waste residues. The structures of the resins were fully determined by H-1, C-13, and 2D NMR spectrometries with the help of four models compounds synthesized specially for this study. MALDI-Tof mass spectrometry experiments indicated that a majority of linear oligomers and a minority of cyclic ones constituted them. Composites were prepared with furfural-phenol resins and sisal fibers. These fibers were chosen mainly because they came from natural lignocellulosic material and they presented excellent mechanical microscopy images indicated that the composites displayed excellent adhesion between resin and fibers. Impact strength measurement showed that mild conditions were more suitable to prepare thermosets. Nevertheless, mild conditions induced a high-diffusion coefficient for water absorption by composites. Composites with good properties could be prepared using high proportion of materials obtained from biomass without formaldehyde. (c) 2008 Wiley Periodicals, Inc.

Ionized-air-treated curaua fibers as reinforcement for phenolic matrices

Curaua fibers were treated with ionized air to improve the fiber/phenolic matrix adhesion.The treatment with ionized air did not change the thermal stability of the fibers. The impact strength increased with increase in the fiber treatment time. SEM micrographs of the fibers showed that the ionized air treatment led to separation of the fiber bundles. Treatment for 12 h also caused a partial degradation of the fibers, which prompted the matrix to transfer the load to a poorer reinforcing agent during impact, thereby decreasing the impact strength of the related composite. The composites reinforced with fibers treated with ionized air absorbed less water than those reinforced with untreated fibers.

Surface esterification of cellulose fibres: Processing and characterisation of low-density polyethylene/cellulose fibres composites

Low-density polyethylene was filled with cellulose fibres from sugar cane bagasse obtained from organosolv/supercritical carbon dioxide pulping process. The fibres were also used after chemical modification with octadecanoyl and dodecanoyl chloride acids. The morphology, thermal properties, mechanical properties in both the linear and nonlinear range, and the water absorption behaviour of ensuing composites were tested. The evidence of occurrence of the chemical modification was checked by X-ray photoelectron spectrometry. The degree of polymerisation of the fibres and their intrinsic properties (zero tensile strength) were determined. It clearly appeared that the surface chemical modification of cellulose fibres resulted in improved interfacial adhesion with the matrix and higher dispersion level. However, composites did not show improved mechanical performances when compared to unmodified fibres. This surprising result was ascribed to the strong lowering of the degree of polymerisation of cellulose fibres (as confirmed by the drastic decrease of their zero tensile strength) after chemical treatment despite the mild conditions used. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Biobased composites from tannin-phenolic polymers reinforced with coir fibers

Tannin-phenolic polymers prepared using tannin, a macromolecule obtained from natural sources, were used in the preparation of composites reinforced with coir fibers. The composites based on tannin-phenolic polymers (50% (w/w) of tannin as substitute of the phenol) were prepared using the coir fibers as reinforcement (30-70% (w/w), 3.0-6.0 cm, randomly distributed). The Izod impact strength of the composites showed an improvement in this property due to the incorporation of coir fibers in the tannin-phenolic matrices. The SEM images showed excellent adhesion at the fiber/matrix interface. The coir fiber had bundles regularly spaced, which enhanced the diffusion of the resin into the fiber. In addition, the high lignin content of this fiber results in a high concentration of aromatic rings, which increased the compatibility with the matrix. The values of the diffusion coefficient of water, determined using Fick`s laws, show that there was no correlation between the fiber percentage and the water diffusion. The DMTA curves showed that the storage moduli of the composites reinforced with coir fibers were considerably higher than that of the thermoset, and the increase in the proportion of fibers led to a proportional increase in the storage moduli of these materials. The biobased composites obtained have potential for non-structural applications, such as in the internal parts of automotives vehicles. To our knowledge, this is the first study on this kind of biobased composites. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Biobased composites from glyoxal-phenolic resins and sisal fibers

Lignocellulosic materials can significantly contribute to the development of biobased composites. In this work, glyoxal-phenolic resins for composites were prepared using glyoxal, which is a dialdehyde obtained from several natural resources. The resins were characterized by (1)H, (13)C, (2)D, and (31)P NMR spectroscopies. Resorcinol (10%) was used as an accelerator for curing the glyoxal-phenol resins in order to obtain the thermosets. The impact-strength measurement showed that regardless of the cure cycle used, the reinforcement of thermosets by 30% (w/w) sisal fibers improved the impact strength by one order of magnitude. Curing with cycle 1 (150 degrees C) induced a high diffusion coefficient for water absorption in composites, due to less interaction between the sisal fibers and water. The composites cured with cycle 2 (180 degrees C) had less glyoxal resin coverage of the cellulosic fibers, as observed by images of the fractured interface observed by SEM. This study shows that biobased composites with good properties can be prepared using a high proportion of materials obtained from natural resources. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Phenolic matrices and sisal fibers modified with hydroxy terminated polybutadiene rubber: Impact strength, water absorption, and morphological aspects of thermosets and composites

The aim of the present work was to investigate the toughening of phenolic thermoset and its composites reinforced with sisal fibers, using hydroxyl-terminated polybutadiene rubber (HTPB) as both impact modifier and coupling agent. Substantial increase in the impact strength of the thermoset was achieved by the addition 10% of HTPB. Scanning electron microscopy (SEM) images of the material with 15% HTPB content revealed the formation of some rubber aggregates that reduced the efficiency of the toughening mechanism. In composites, the toughening effect was observed only when 2.5% of HTPB was added. The rubber aggregates were found located mainly at the matrix-fiber interface suggesting that HTPB could be used as coupling agent between the sisal fibers and the phenolic matrix. A composite reinforced with sisal fibers pre-impregnated with HTPB was then prepared; its SEM images showed the formation of a thin coating of HTPB on the surface of the fibers. The ability of HTBP as coupling agent between sisal fibers and phenolic matrix was then investigated by preparing a composite reinforced with sisal fibers pre-treated with HTPB. As revealed by its SEM images, the HTPB pre-treatment of the fibers resulted on the formation of a thin coating of HTPB on the surface of the fibers, which provided better compatibility between the fibers and the matrix at their interface, resulting in a material with low water absorption capacity and no loss of impact strength. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Capitanias hereditárias: herança colonial sobre desigualdade e instituições

Este trabalho tem como objetivo analisar em que aspectos a desigualdade histórica de formação dos municípios brasileiros foi determinante para as suas condições atuais de desigualdade de terra e renda e sobre qualidade das instituições. Em particular, emprega-se área, latitude, longitude e a data de fundação das Capitanias Hereditárias como determinantes históricos para as instituições atuais dos municípios brasileiros. Considerando controles, tais como área proporcional da capitania, ano de fundação do município, distância de Portugal, tipo de solo, quantidade de chuva, altitude, temperatura média, e variáveis sócio-econômicas municipais, os resultados sugerem que a herança colonial deixada pelas Capitanias Hereditárias foi maior concentração de terras. O resultado é robusto à inclusão de variáveis que capturam o ciclo da cana-de-açúcar, do ouro e efeitos estaduais. Além disso, estima-se efeito ambíguo sobre instituições para os municípios do país.

Produção de acetato de etila em biorrefinaria: uma análise de viabilidade

O estudo aqui apresentado tem como objetivo mostrar que a competitividade da indústria química brasileira pode ser revista por meio do desenvolvimento da área química a partir dos recursos naturais renováveis e de alto desempenho de produtividade, aqui representado pela cana-de-açúcar. A base deste estudo analisa a competitividade econômica da produção do acetato de etila, utilizando o etanol como única matéria-prima, sendo o Brasil um grande exportador e, ao mesmo tempo, detentor de um mercado interno forte quando comparado a outros países desenvolvidos. O acetato de etila exportado representou 52% da capacidade nominal instalada no Brasil no ano de 2008. No Brasil existem três ofertantes, mas apenas um produtor é exportador. Todos usam a esterificação como tecnologia de produção, via reação do ácido acético e etanol, sendo o ácido acético largamente importado. O estudo tem como premissa que a competitividade do acetato de etila no Brasil seja dada pelo etanol, que aqui é produzido pela fermentação do caldo de cana-de-açúcar. Já a tecnologia de esterificação é conhecida e de domínio público mundial, e o ácido acético é uma commodity petroquímica com preço referenciado globalmente. Argumenta-se neste trabalho que a competitividade do acetato de etila decorre da linkage com a produção de etanol de cana-de-açúcar, o que coloca o Brasil como grande potencial exportador desse produto. Utilizando a tecnologia de desidrogenação do etanol, pode-se obter acetato de etila utilizando-se apenas o etanol como matéria-prima, reduzindo-se assim a necessidade de importação de ácido acético, que representaria redução anual do déficit da balança comercial petroquímica brasileira em aproximadamente meio bilhão de dólares e, ademais, permitindo que o acetato de etila produzido no Brasil seja ainda mais competitivo. A partir deste estudo é possível avaliar, por analogia, a competitividade de outros produtos químicos produzidos a partir da matriz cana-de-açúcar, tais como eteno, lubrificantes, plásticos etc. Tal caminho permite criar um novo marco para a indústria química brasileira, com consequente redução da dependência de petróleo e gás natural.

Competitividade dos biocombustíveis no Brasil: uma comparação entre os principais biocombustíveis etanol e biodisel

As preocupações mundiais com o aquecimento global e os efeitos nocivos da utilização de combustíveis fósseis têm fomentado a busca por novos modelos energéticos, baseados em fontes limpas e renováveis, com destaque para os biocombustíveis. Sem menos importância, o esgotamento das reservas mundiais de matérias-primas fósseis, somado às instabilidades geopolíticas nas principais regiões produtoras, impulsionam, cada vez mais, o desenvolvimento destes novos modelos. Neste cenário, o Brasil tem papel de destaque. Líder mundial na produção e consumo de etanol à base de cana-de-açúcar, o país iniciou, em 2005, a inclusão de mais uma fonte de energia renovável em sua matriz energética: a mistura do biodiesel no diesel mineral. O presente trabalho tem como objetivo analisar a competitividade dos principais biocombustíveis brasileiros: o etanol e o biodiesel. Em primeiro lugar, estes produtos foram analisados quanto às suas principais características; em segundo, avaliou-se a competitividade econômica destes combustíveis frente a seus produtos substitutos diretos derivados do petróleo. Finalmente, foram analisados os benefícios (tangíveis e intangíveis) inerentes à utilização dos biocombustíveis, e como estes intangíveis deveriam ser precificados, como forma de atribuir um prêmio aos benefícios que trazem ao meio-ambiente e à sociedade. Esta dissertação pretende servir de base para uma avaliação mais profunda da real competitividade econômica dos biocombustíveis frente aos combustíveis derivados do petróleo, além de colocar em cheque as principais análises atuais e críticas sobre a utilização destes produtos. Além disso, o presente trabalho visa avaliar o potencial e as limitações da produção dos biocombustíveis no Brasil.

Co-evolução dos componentes do marco institucional e das trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas no setor de agro-energia (etanol) no Brasil (1970-2009)

Esta dissertação centra-se no exame da evolução dos componentes do marco institucional em associação com as trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas de produção e inovação em setores à base de recursos naturais em economias emergentes. Esse relacionamento é examinado no setor de etanol brasileiro, no período entre 1970 e 2009. O marco institucional é operacionalizado à base das macro-instituições (os regimes complexos constituídos por políticas públicas), meso-instituições (as relações políticas e estruturas burocráticas) e as instituições baseadas em conhecimento (os institutos de pesquisa e as universidades). As trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas são examinadas à base de níveis de inovação. A dissertação baseia-se em um estudo de caso em nível setorial. Além disso, o estudo baseia-se em evidências obtidas a partir de fontes diversas, em nível de indústria, em documentos governamentais e também em evidências secundárias em nível de empresa. Os principais resultados desta dissertação são os seguintes: (1) O setor de etanol atingiu níveis inovadores de capacidade tecnológica nas duas funções analisadas. Numa escala de 1 a 5, o setor adquiriu, durante o 1º período (1970-1989), capacidades tecnológicas industriais (produto e processo) no Nível 3 e, durante o 2º período (1990-2009), o setor de etanol acumulou capacidades tecnológicas industriais no Nível 5. No tocante à acumulação de capacidades tecnológicas na área agrícola (matéria-prima), durante o 1º período, o setor adquiriu capacidades tecnológicas no Nível 4 e apenas no período seguinte atingiu o Nível 5. (2) As instituições desempenharam um papel relevante sobre as trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas no setor de etanol brasileiro. Entre elas destaca-se às atividades de P&D desenvolvidas em instituições baseadas em conhecimento, que acumularam capacidades tecnológicas de produção e inovação, compartilhadas com as empresas. (3) Entretanto, o estudo aponta para algumas vulnerabilidades do setor de etanol brasileiro no que se refere a sua capacidade de sustentar o seu desempenho inovador. Entre elas destaca-se: (1) grande parte das atividades inovadoras em nível de P&D é realizada a base de arranjos externos, com pouco esforço de atividades realizadas a partir das empresas; (2) apesar do enorme esforço governamental para desenvolver o setor, esse está direcionado (locked-in) à trajetória de acumulação de capacidades tecnológicas de etanol de 1ª geração; (3) os componentes do marco institucional incentivaram as atividades de pesquisa em universidades e institutos de pesquisa, em nível de bancada, que resultaram em invenções e projetos experimentais; (4) as condições favoráveis de mercado, a grande disponibilidade de cana-de-açúcar e a flexibilidade de produção de etanol/álcool contribuíram para a acomodação do setor de etanol, ou seja, parece haver uma zona de conforto no setor. Desta forma, as evidências alertam sobre a necessidade de investimentos em atividades inovadoras de P&D dentro das empresas (foco em inovações, riqueza e na diversificação para outros setores). Portanto, os resultados desta dissertação permitem apontar sugestões para gestores governamentais. As novas políticas públicas podem: (1) redirecionar as estratégias de acumulação de capacidades tecnológicas inovadoras, fortemente focadas na sustentação das trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas para produzir etanol de 1ª geração; (2) impulsionar a acumulação de capacidades tecnológicas de produção e inovação na trajetória emergente para produzir etanol de 2ª geração, atualmente em nível experimental e largamente desenvolvida dentro das instituições baseadas em conhecimento, e para diversificar os produtos para novos setores e linhas de negócio. Os resultados desta dissertação também sugerem aos gestores de empresas no setor brasileiro de etanol: (1) reformular as estratégias empresariais com a finalidade de expandir as atividades inovadoras dentro das empresas do setor de etanol, que poderão resultar na criação de inovações em escala industrial; (2) as empresas do setor de etanol deveriam assumir um comportamento proativo com a finalidade de coordenar os esforços de P&D em direção aos problemas e desafios futuros a serem enfrentados pelo setor brasileiro de etanol.

O planejamento estratégico do capital humano como fator de desenvolvimento sustentável das organizações na agroenergia: estudo de caso

O objetivo desta tese é analisar, orientar e indicar algumas formas de mensuração de resultados das ações ou programas na área de Gestão de Pessoas ao longo dos anos, bem como de novas tendências no setor de agroenergia. O trabalho procura também propor práticas de planejamento estratégico e, indicadores para as organizações com foco no desenvolvimento e nas mudanças previstas nas organizações, no mercado de trabalho, nos modelos de gestão e de negócios do segmento de produção de cana-de-açúcar para os próximos anos. No estudo são analisados as transformações organizacionais, novos desafios competitivos do presente e do futuro, e a forma como a área de Recursos Humanos nas diversas organizações do setor, tem acompanhado tal processo, verificando o impacto dessas ações em um contexto de mudanças nos processos da cadeia agrícola (mecanização do plantio, colheita,.dentre outros), da cadeia industrial (biorefinarias, etanol de segunda geração, gaseificação...dentre outros), e no desenvolvimento organizacional e humano como parte integrante de um programa de sustentabilidade das organizações. São abordados metodologias, sistemas e ferramentas de planejamento estratégico, e mensuração propostas por certos autores que visam a demonstrar o impacto das estratégias e as ações na Gestão de Pessoas em direção ao cumprimento das metas e objetivos das organizações, em um cenário de forte crescimento interno e global do mercado de bioenergia. Nesse cenário, expõe-se e discute-se como as empresas do setor sucroalcooleiro utilizam, na prática, essas metodologias e os indicadores de performance da área frente às necessidades, e indicam-se as melhores práticas e ferramentas que visam a facilitar os processos decisórios, o uso de métricas de Recursos Humanos para previsão e acompanhamento do Capital Humano, e a otimização dos recursos e dos investimentos frente aos novos desafios do setor. Embora já se notem várias iniciativas visando a tornar a Gestão de Pessoas um fator estratégico para as organizações da agroenergia, a pesquisa identificou que a área de Recursos Humanos está evoluindo nessa direção e pode contribuir de forma efetiva para a melhor performance e sustentabilidade dos negócios. Palavras chaves: Cana-de Açúcar, Estratégia Organizacional, Capital Humano