Sorghum grain yield, forage biomass production and revenue as affected by intercropping time

Sorghum is an excellent alternative to other grains in poor soil where corn does not develop very well, as well as in regions with warm and dry winters. Intercropping sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] with forage crops, such as palisade grass [Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich) Stapf] or guinea grass (Panicum maximum Jacq.), provides large amounts of biomass for use as straw in no-tillage systems or as pasture. However, it is important to determine the appropriate time at which these forage crops have to be sown into sorghum systems to avoid reductions in both sorghum and forage production and to maximize the revenue of the cropping system. This study, conducted for three growing seasons at Botucatu in the State of São Paulo in Brazil, evaluated how nutrient concentration, yield components, sorghum grain yield, revenue, and forage crop dry matter production were affected by the timing of forage intercropping. The experimental design was a randomized complete block design. Intercropping systems were not found to cause reductions in the nutrient concentration in sorghum plants. The number of panicles per unit area of sorghum alone (133,600), intercropped sorghum and palisade grass (133,300) and intercropped sorghum and guinea grass (134,300) corresponded to sorghum grain yields of 5439, 5436 and 5566kgha-1, respectively. However, the number of panicles per unit area of intercropped sorghum and palisade grass (144,700) and intercropped sorghum and guinea grass (145,000) with topdressing of fertilizers for the sorghum resulted in the highest sorghum grain yields (6238 and 6127kgha-1 for intercropping with palisade grass and guinea grass, respectively). Forage production (8112, 10,972 and 13,193Mg ha-1 for the first, second and third cuts, respectively) was highest when sorghum and guinea grass were intercropped. The timing of intercropping is an important factor in sorghum grain yield and forage production. Palisade grass or guinea grass must be intercropped with sorghum with topdressing fertilization to achieve the highest sorghum grain yield, but this significantly reduces the forage production. Intercropping sorghum with guinea grass sown simultaneously yielded the highest revenue per ha (€ 1074.4), which was 2.4 times greater than the revenue achieved by sowing sorghum only. © 2013 Elsevier B.V.

Simulação da produção e combustão de gás de síntese oriundo de gaseificadores de leite fixo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de syngas em substituição a combustíveis gasoso em processos siderúrgicos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Atendimento de energia elétrica domiciliar para comunidades isoladas de baixa potência do interior do estado do Pará através de um gaseificador de 1kw

No Pará, quase 21% de sua população, não tem acesso ao uso da energia elétrica na sua residência. Neste universo está o público alvo deste trabalho que são as comunidades isoladas. Dado a extensão territorial e a extensa bacia hidrográfica do Estado do Pará, estas comunidades dificilmente serão atendidas por extensão da rede de distribuição. A proposta deste trabalho consiste na sugestão de uso do caroço de Açaí como biomassa para um gaseificador indiano de 1 Kg/hora, co-corrente e topo aberto, adaptado e adequado às especificidades da região; o sistema de gaseificação é acoplado a um gerador de 2 KVA (Diesel ou Gasolina), para suprir com energia elétrica as comunidades isoladas, onde já existe a biomassa como resultado do processamento do Açaí e que vem sendo tratada como lixo. Neste contexto, foram pesquisados os programas governamentais que podem respaldar esta proposta, utilizando-a como uma das muitas opções de atendimento de energia elétrica através das fontes alternativas.

Aproveitamento da biomassa flutuante do Rio Madeira para geração de energia elétrica

A universalização do fornecimento de energia elétrica é uma meta ainda distante de ser alcançada na Amazônia brasileira, em face dos obstáculos geográficos, da dispersão de seus habitantes, da indefinição de tecnologias adequadas, além dos aspectos econômicos, em que pese ações governamentais, traduzidas no Programa Luz para Todos - PLpT, criado em 2003, cuja meta é atender a totalidade dos consumidores rurais até 2010, e a determinação da Agência Nacional de Energia Elétrica –ANEEL, responsável no Brasil pela regulação do setor elétrico, da obrigatoriedade da universalização até 2015. Este trabalho descreve pesquisa realizada no rio Madeira, na Amazônia brasileira, em que a geração de energia elétrica para atendimento de comunidades e pequenas cidades ao longo do rio, contribuindo para a universalização, pode ser viabilizada usando como fonte renovável inédita a biomassa lenhosa depositada no fundo do rio, decorrente de processos naturais, cuja retirada faz parte da rotina do Ministério dos Transportes, por obrigação legal, para viabilizar segurança na navegação. Como etapa inicial foram realizadas revisões bibliográficas para dar suporte à fundamentação teórica acerca de sistema elétrico brasileiro, universalização de acesso à energia elétrica, fontes renováveis na Amazônia, tecnologias para geração de eletricidade usando biomassa como fonte, subsídios no setor elétrico do Brasil, o rio Madeira, suas características e importância, além de ferramentas de análise de investimento. Em seguida, foram coletadas informações junto à AHIMOC, órgão responsável pela hidrovia do Madeira, quanto aos dados quantitativos e qualitativos da retirada de biomassa lenhosa do leito desse rio, bem como trabalhos de coleta in locu de amostras dessa biomassa para posterior análise de suas características físico-químicas em laboratório da UFAM. De posse dessas informações procedeu-se a avaliação de potencial de geração de energia elétrica da biomassa, assim como de rotas tecnológicas para tal. Os resultados obtidos das biomassas coletadas serviram como balizadores para confirmação de valores constantes na literatura e foram usados posteriormente na avaliação de potencial de geração de energia elétrica com identificação de rotas tecnológicas para tal. Etapa posterior contemplou a obtenção junto à concessionária de identificação e caracterização de potenciais mercados consumidores localizados na calha do Rio Madeira. Uma vez caracterizada a biomassa disponível, as possíveis rotas tecnológicas e os potenciais mercados consumidores, foram avaliados os aspectos tecnológicos, econômicos, ambientais, sociais e legais envolvidos. O estudo conclui pela competitividade do sistema de gaseificação, podendo contribuir para a universalização do acesso a eletricidade, cuja viabilização depende de adoção de política pública neste sentido, a partir de ações entre os Ministérios dos Transportes, de Minas e Energia e do Meio Ambiente. Conclui, também, pelo potencial de atração de capital privado, o que contribuiria para a redução de gastos públicos. Trabalhos futuros quanto à replicabilidade do estudo em áreas com fenômeno semelhante, bem como de oportunidades de uso de outras biomassas apresentam-se viáveis.

Spatial and temporal distribution in density and biomass of two Pseudodiaptomus species (Copepoda: Calanoida) in the Caeté river estuary (Amazon region - North of Brazil)

A distribuição espacial e temporal da densidade e biomassa dos copépodos planctônicos Pseudodiaptomus richardi e P. acutus, ao longo de um gradiente de salinidade, foi estudada no Estuário do Rio Caeté (Norte do Brasil) durante os meses de junho e dezembro de 1998 (estação seca) e fevereiro e maio de 1999 (estação chuvosa). A biomassa dos copépodos foi estimada a partir de parâmetros da regressão baseada na relação entre o peso seco e o comprimento do corpo (prossoma) de organismos adultos. O Estuário do Rio Caeté caracterizou-se por uma grande variação espacial e sazonal na salinidade (0,8-37,2). A relação peso-comprimento para ambas as espécies de Pseudodiaptomus foi do tipo exponencial. Os valores de densidade e biomassa oscilaram entre 0,28-46,18 ind. m^-3 e 0,0022-0,3507 mg DW. m^-3 para P. richardi; e entre 0,01-17,02 ind. m^-3 e 0,0005-0,7181 mg DW. m^-3 para P. acutus. Os resultados revelaram que a contribuição de P. richardi para a produção secundária no Estuário do Rio Caeté é mais importante na zona liminética que em outras zonas onde foram dominantes os regimes eurihalino-polihalino. Contudo, para P. acutus não foi possível observar de forma clara um padrão de distribuição espacial e temporal para a área estudada.

Caracterização de um gaseificador do tipo downdraft

A gaseificação é uma conversão termoquímica da biomassa em gás combustível, que pode ser usado como combustível em motores de combustão interna ou como gás de síntese para a indústria química. Para checar o desempenho de um gaseificador temos de quantificar a energia contida no gás produzido e a quantidade de carbono convertido por meio dos cálculos de eficiência energética e de conversão de carbono através dos dados obtidos experimentalmente. A eficiência energética é uma relação entre os fluxos de gás e biomassa e de suas respectivas quantidades de energia, no mesmo sentido, a conversão de carbono é a quantidade de compostos carbonáceos presentes no gás convertido a partir da quantidade de carbono presente na composição da biomassa. O presente documento avalia a eficiência energética e de carbono na conversão de um protótipo de um gaseificador indiano do tipo downdraft produzido por uma empresa local (Floragás). Os parâmetros nominais do gaseificador são: capacidade de produção de gás de 45 kWt, consumo de biomassa (caroço de açaí) de 15 kg/h. As dimensões do gaseificador são: DI 150 mm e altura de 2000 mm). A eficiência energética e a taxa de conversão de carbono foram quantificados, a queda de pressão devido ao leito do reator e a temperatura dos gases também foram medidos na saída do reator e também, a concentração de alcatrão, partículas e gases não condensáveis (CO, CO², CH⁴, SO², N² e NO^x) nos gases de combustão após a sistema de limpeza.

Estudo experimental de um reator de gaseificação em um leito fixo de açaí

Um leito de gaseificação de pequena escala foi projetado, construído e operado com o objetivo de investigar os parâmetros que influenciam o processo de gaseificação de um leito fixo de caroço de açaí. O reator é do tipo topo aberto downdraft estratificado, de dimensões de 15 cm de diâmetro interno por 1,5 m de altura, com isolamento térmico. O gás produzido foi coletado a jusante do leito de gaseificação e condensado para remoção de alcatrão, o qual foi posteriormente quantificado em titulador Karl Fisher. Após remoção do alcatrão o gás foi introduzido em um Micro GC para quantificação dos percentuais molares de H², CO, N² e CH⁴. O perfil de temperatura do leito foi medido com termopares tipo K posicionados ao longo do eixo longitudinal do leito em distâncias de 10 cm. A vazão de ar foi medida com auxilio de um tubo de Pitot e um micromanômetro. As aquisições dos dados de temperatura foram feitas por um data logger e vazão mássica do ar sendo feita usando comunicação RS232 do micromanômetro. Os procedimentos experimentais foram feitos ao longo de 4 horas de operação do leito de gaseificação, com consumo médio de biomassa de 1,6 kg/h, com 6 dados do perfil de temperatura, vazão mássica de ar, perda de carga do leito e concentração dos gases obtidos no processo de gaseificação e quantificação do teor de alcatrão condensável presente no gás. Verificou-se que o gaseificador de leito de açaí pode ser operado através de uma gama bastante ampla de taxas de fluxo de ar de 2 a 5 kg/h, com a quantidade de energia do gás produzido variando de 5 a 15 MJ/h. As concentrações típicas dos gases obtidos no leito foram de 13% de H², 11% de CO, 1,3% de CH⁴. A eficiência máxima de gás frio de 57% e teor médio de alcatrão de 155 g/m³.

Simulação numérica da gaseificação de biomassa em leito fixo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade das sementes de açaí rejeitadas após beneficiamento em Belém – Pará, a fim de ser usada como fonte de biomassa para a produção de energia por gaseificação. Resultados da análise elementar obtidas no LABCAT – UNB em base seca foram obtidas com percentuais de Carbono, 46,06 %, Hidrogênio 6,01 % Oxigênio 43,37 %, Nitrogênio 4,33 % e Enxofre 0,08%. Tais valores entre outros parâmetros obtidos em estudo experimental realizados por Santos 2011 e Cruz, 2010, foram utilizados para realizar uma simulação numérica do processo de gaseificação por meio de um código FORTRAN zero dimensional desenvolvido especificamente para esta finalidade. Variações da influência da razão de equivalência e teor de umidade nas concentrações de CO, H2 e CH4 foram comparados a resultados experimentais. Um modelo transiente unidimensional também foi analisado. Utilizando a aplicação de um mecanismo de pirólise de dois passos onde o alcatrão primário (ou oxigenados) são inicialmente formados e então craqueados em alcatrão secundário (ou hidrocarbonetos) e outros gases combustíveis. Assim se revela a complexidade dos processos físicos e químicos que ocorrem no reator pelo uso do balanço de energia e massa e com informações das taxas de reação das reções químicas e os processos de transporte físicos. O modelo computacional é capaz de prever o perfil da composição de gases, temperatura, alcatrão primário e secundário ao longo do eixo longitudinal do gaseificador. Foram obtidos resultados para simulações realizadas nos dois modelos e posteriormente analisado tal comportamento em comparação ao resultado experimental obtidos por Santos (2011).

Nutrient and phytoplankton biomass in the Amazon River shelf waters

O estuário do rio Amazonas é notável na Plataforma Continental do Amazonas, onde a presença das águas fluviais foi detectada, mesmo durante o período da diminuição da descarga desse rio, pelos baixos valores de salinidade e altos valores de nutrientes. Contudo, a presença das águas oceânicas também foi marcante. Em relação às fases do ciclo do nitrogênio, o nitrogênio orgânico dissolvido foi a forma predominante, seguido do nitrogênio total particulado, nitrato, amônia e nitrito. Os dados de clorofila a indicaram uma área eutrófica onde há nitrogênio embora os valores da anomalia do nitrogênio inorgânico dissolvido tenham mostrado que ocorre maior remoção do que adição dessa forma nitrogenada na área em estudo. Os resultados das simulações com o modelo bidimensional MAAC-2D confirmaram que as águas ricas em nutrientes são deslocadas para noroeste (dois núcleos em 2,5°N-50°W e 4°N-51°W), pela ação de uma CNB mais forte durante o período de decaimento da vazão dos rios. No período de vazão máxima, estas lentes de águas ricas de nutrientes distribuem-se próximo de 0,5°N-48,5°W, bem como ao longo da plataforma Amazônica rasa (20m-50m profundidade, 1°N-3,5°N), como resultado do espalhamento da água doce de origem continental.

Biomass yield and calorific value of six clonal stands of Eucalyptus urophylla S. T. Blake cultivated in Northeastern Brazil

A demanda mundial por energia limpa e sustentável tem aumentado nos últimos anos. Uma das alternativas é a biomassa, incluindo os plantios florestais, com destaque, no Brasil, para o gênero Eucalyptus spp., que, atualmente, possui diversos clones selecionados para a produção de energia. Em razão da diferença na adaptação dos clones aos diferentes ambientes, há necessidade de estudos específicos para avaliar a produção de energia para determinada região. Objetivou-se, neste estudo, determinar dentre seis clones de Eucalyptus urophylla S. T. Blake analisados, aqueles com maior potencial para a produção de biomassa e energia para a região Centro Sul do Maranhão (Grajaú). Os clones foram avaliados com 41 meses de idade, plantados em espaçamento de 4 x 3 m, e distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições. Cada parcela experimental era composta por 100 árvores. Foram determinadas a produção e a alocação de biomassa de cada parte da árvore e o poder calorífico de casca e do lenho. Dos seis clones estudados, dois se destacaram tanto na produção de biomassa, quanto para a geração de energia, sendo superiores em até 27 % em comparação com o clone de menor rendimento.

Soil microbial biomass after two years of the consecutive application of composted tannery sludge

Because the agricultural use of tannery sludge may cause increased risks to soils, composting is recognized as one of the most suitable alternative for tannery sludge recycling. Experiments were conducted under field conditions to evaluate the effects of composted tannery sludge (CTS) on the soil microbial biomass and trace elements after two years of consecutive applications. The following five treatments were used: 0 (without CTS application), 5, 10, 20 and 40 ton ha-1 of CTS (dry basis). Soil samples were collected at 60 days after the CTS application at 0-20 cm depth. The CTS application promoted changes in the soil microbial biomass C (SMB-C) and N (SMB-N). In the first year, significant increases in the SMB-C and SMB-N were observed with the application of 10 ton ha-1. Furthermore, CTS application increased the Cr content in the soil after two years of application.

Comparative study for hardwood and softwood forest biomass: Chemical characterization, combustion phases and gas and particulate matter emissions

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Thermodynamic analysis and comparison of downdraft gasifiers integrated with gas turbine, spark and compression ignition engines for distributed power generation

The objective of the present article is to assess and compare the performance of electricity generation systems integrated with downdraft biomass gasifiers for distributed power generation. A model for estimating the electric power generation of internal combustion engines and gas turbines powered by syngas was developed. First, the model determines the syngas composition and the lower heating value; and second, these data are used to evaluate power generation in Otto, Diesel, and Brayton cycles. Four synthesis gas compositions were tested for gasification with: air; pure oxygen; 60% oxygen with 40% steam; and 60% air with 40% steam. The results show a maximum power ratio of 0.567 kWh/Nm(3) for the gas turbine system, 0.647 kWh/Nm(3) for the compression ignition engine, and 0.775 kWh/Nm(3) for the spark-ignition engine while running on synthesis gas which was produced using pure oxygen as gasification agent. When these three systems run on synthesis gas produced using atmospheric air as gasification agent, the maximum power ratios were 0.274 kWh/Nm(3) for the gas turbine system, 0.302 kWh/Nm(3) for CIE, and 0.282 kWh/Nm(3) for SIE. The relationship between power output and synthesis gas flow variations is presented as is the dependence of efficiency on compression ratios. Since the maximum attainable power ratio of CIE is higher than that of SIE for gasification with air, more research should be performed on utilization of synthesis gas in CIE. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Mycelial biomass and biochemical properties of proteases produced by Lentinus citrinus DPUA 1535 (higher basidiomycetes) in submerged cultivation

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)