Estudo das emissões de gases formadores do efeito estufa e balanço resultante da conversão de motores à gasolina, de uma frota de veículos leves, para gás natural e álcool hidratado

Este trabalho objetiva realizar um estudo sobre a contribuição antrópica no processo de formação de gases do efeito estufa e seus possíveis reflexos sobre as mudanças climáticas, em curso no planeta Terra. Após uma pesquisa inicial sobre as causas deste fenômeno, são identificadas as iniciativas internacionais em curso para mitigação do processo de aquecimento global, propostas pela Convenção Quadro das Nações Unidas para Mudança do Clima (CQNUMC), particularmente, em relação ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) estabelecido pelo Protocolo de Kyoto. Em âmbito mundial, a contribuição de gases formadores do efeito estufa gerados nas atividades de transporte é bastante significativa ocupando o segundo lugar, atrás apenas das emissões provocadas pelas atividades industriais. Esta posição natural, somada às oportunidades existentes no território brasileiro para o uso alternativo de combustíveis oriundos de fontes renováveis e fósseis com menor nível de emissões, impulsionaram este estudo para a pesquisa das condições existentes e análise das alternativas energéticas de menor impacto ambiental Adicionalmente, foi desenvolvida uma análise da contribuição da atividade de transporte rodoviário nas emissões de gases formadores do efeito estufa (GEE), através do exemplo de um caso hipotético. Trata-se da análise comparativa dos inventários de emissões de GEE, antes e depois da conversão de motores ciclo Otto de uma frota de veículos leves, originalmente movidos à gasolina (gasool), para os combustíveis alternativos gases natural e álcool hidratado. Após análise dos resultados obtidos, em cada um dos cenários selecionados, as alternativas propostas são comparadas identificando-se a melhor opção para redução de emissões de GEE.

Rotação de culturas no sistema plantio direto em Tibagi (PR): II - Emissões de CO2 e N2O

A atividade agrícola pode alterar a quantidade e qualidade da matéria orgânica do solo (MOS), resultando em emissões de dióxido de carbono (CO2) e óxido nitroso (N2O) do solo para a atmosfera. O sistema plantio direto (SPD) com a utilização de leguminosas em sistemas de rotação é uma estratégia que deve ser considerada tanto para o aumento da quantidade de MOS como para seu efeito na redução das emissões dos gases de efeito estufa. Com o objetivo de determinar os fluxos de gases do efeito estufa (CO2 e N2O) do solo, um experimento foi instalado em Tibagi (PR), em um Latossolo Vermelho distroférrico textura argilosa. Os tratamentos, dispostos em faixas não casualizadas com parcelas subdivididas, foram: sistema plantio direto por 12 anos com sucessões milho/trigo e soja/trigo (PD12 M/T e PD12 S/T, respectivamente) e por 22 anos (PD22 M/T e PD22 S/T, respectivamente). As emissões de CO2 do solo foram aproximadamente 20 % mais elevadas no PD22 em relação ao PD12. As emissões de CO2 apresentaram correlação significativa (R² = 0,85; p < 0,05) com a temperatura do solo, com emissões médias 40 % menores, registradas nos meses com temperaturas mais baixas. As emissões mais elevadas de N2O foram observadas após a colheita das culturas de verão, sobretudo na sucessão milho/trigo, em relação à sucessão soja/trigo. As emissões de N2O foram aproximadamente 25 % maiores após aplicação do fertilizante nitrogenado na cultura do trigo nas duas sucessões e apresentaram correlação significativa (R² = 0,88; p < 0,01) com o grau de saturação de água no solo (Sr %).

Plataforma empresas pelo clima : simulação de sistema de comércio de emissões SCE EPC : relatório analítico março a agosto de 2015 (versão sintética)

Com objetivo de promover ao setor empresarial brasileiro a oportunidade de experimentar um instrumento econômico para precificação de carbono, o Centro de Estudos em Sustentabilidade da Fundação Getulio Vargas (GVces) promove desde 2013, no âmbito de sua iniciativa empresarial EPC (Plataforma Empresas pelo Clima), uma simulação de sistema de comércio de emissões- SCE EPC. Em 2015, ocorre o segundo ciclo operacional desta iniciativa que conta, atualmente, com a participação de 23 empresas de diversos setores da economia brasileira: produção florestal, papel e celulose; serviços; elétrico; logística; indústria de transformação; construção civil; extrativista; e água, esgoto e gestão de resíduos. As empresas operam neste ciclo com o objetivo final de conciliar suas emissões do ano vigente (2015) com títulos transacionados no SCE, em especial, a permissão de emissão, cada um equivalente a 1 tonelada de CO2 equivalente (tCO2e). Este relatório tem como objetivo apresentar os números e resultados dos seis meses iniciais (março a agosto) de operação do SCE EPC 2015, bem como analisar as estratégias e performances adotadas pelas empresas participantes. Além disso, apresenta um estudo sobre cap relativo. Cap é o limite de emissões de gases de efeito estufa (GEE) estipulado para o grupo de empresas que compõem a abrangência de um sistema de comércio de emissões do tipo cap and trade, sendo este limite convertido no volume de títulos que são inseridos no mercado para negociação. O cap pode ser relativo, o qual estabelece a intensidade carbônica a uma taxa pré-determinada com base nas emissões de GEE por alguma unidade econômica (como por exemplo, o PIB ou produção física), ou absoluto, representando o limite de emissões totais buscado para o conjunto de fontes contemplado pelo sistema.

Análise do impacto da política estadual de mudanças climáticas no Estado de São Paulo: estudo de caso no setor industrial e perspectivas futuras

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise da viabilidade de motorização elétrica do soprador no ciclo regenerativo da unidade de craqueamento catalítico fluidizado em uma refinaria

One of the biggest environmental problems of today is the climate change. Experts affirm that this global warming is related to the greenhouse effect. Its causes are directly related to human activity, especially the use of fossil fuels. In this context, companies around the world are challenged to improve energy efficiency in order to reduce the environmental impact and work toward the so-called tripod of sustainable development that focuses on the social, economic and environmental aspects of a business strategy. The first step a company can make in this regard is to conduct an inventory of emissions of greenhouse gases (GHGs). The reduction of GHG emissions in a refinery can be achieved by replacing steam turbines with electric motors to drive big machines, this reduction is achieved by relieving the steam consumption for electric power available or purchased. An important aspect associated with the reduction of GHG emissions is the best performance of the Energy Intensity Index (ERI). The objective of this study was to analyze the feasibility of the blower motorization in the regenerative cycle of a fluidized catalytic cracking unit at a specific refinery. For development work, two methods were used, the initial screening and optimization scenarios with the help of software Butyl. The results indicate that after a certain cost of natural gas this substitution becomes favorable. In addition, there is a large reduction of CO2 emissions avoided by burning fuel

Explorando as consequências das preferências alimentares dos brasileiros sobre o uso da terra e emissões de CO2

O consumo de carne bovina pela população brasileira está relacionado a aspectos que sejam sociais ou de saúde. Além disso, pode afetar também o nosso meio ambiente, aumentando impactos ambientais. Em se tratando do Brasil, temos uma grande demanda deste alimento, influenciada pelos hábitos alimentares da população, exigindo, por conseguinte, uma grande produção. Através da construção de cenários e modelagem ambiental, este trabalho avaliou algumas das consequências ambientais da pecuária de corte no Brasil. Para tanto, usamos estimativas de consumo da população, produção da carne bovina e também de valores que relacionem o uso da terra com as emissões de gás carbônico para avaliar os problemas ambientais. Contabilizamos as emissões de gases de efeito estufa associadas as mudanças de uso da terra, fermentação entérica e o manejo de dejetos do gado bovino. Obtive que em alguns cenários extremistas como o Con2a as emissões foram no total de 1,77 PgCO2e anualmente. Enquanto no cenário nacional obtive um total de 1,2 PgCO2e das emissões anuais associadas a todos os seus setores. Em nossos resultados notamos a forte influência do nível de consumo de carne e do sistema de manejo nas emissões de gases efeito estufa dos cenários estudados

Analise das emissões de CO2 e de energia - simulação com novas tecnologias siderúrgicas

The process of steel production emits a large quantity of greenhouse gases, specifically carbon dioxide (CO2), and the reduction of such emissions is one of the main challenges for the industry in the 21st. Century. To quantify these emissions, the Worldsteel Association (association of the 170 large steel manufacturers of the world) published a methodology (CO2 Emission Data Collection) for calculation and comparison of CO2 emissions among its members. After that, in 2010, this methodology became an ISO (International Organization for Standardization) norm. Today, the calculation of the CO2 emissions in steel making companies follow the ISO 14404-1 for units with blast furnaces and the ISO 14404-2 for units with electric furnaces. In the last years, new technologies were and continue to be developed for the steel making sector aiming at energetic improvements and greenhouse gas reductions (mainly CO2) by the several processes involved in the production of steel. This work had the objective of producing a tool to calculate the CO2 emissions for the steel making sector. An Excel spreadsheet was developed to calculate the emission intensities of CO2 of a steel plant, the Usina Presidente Vargas, of the Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). The spreadsheet furnishes results of CO2 emissions and energetic fluxes, and simulates the benefits that some of the new technologies can give to the company. The spreadsheet calculates the emissions in two ways: a) based on the carbon fluxes that enter the unit, and b) based on the emissions of each specific process within the unit (coking, sinterization, blast furnace, among others)

Greenhouse gas balance associated with sugarcane production in South-Central Brazil, considering the management and expansion

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Quantificação de biomassa e carbono da parte aérea em uma área de Mata Atlântica, na Serra da Cantareira, São Paulo

A atividade humana tem contribuído com as emissões de gases de efeito estufa (GEE) associadas, principalmente, com queima de combustíveis fósseis e mudanças no uso da terra. Assim, se faz necessário que sejam adotadas medidas visando o retardamento dos efeitos das mudanças climáticas. As florestas exercem papel essencial no balanço de carbono principalmente por funcionarem como sumidouros de CO2. Por outro lado, se desmatadas, promovem emissões e liberam parte do carbono estocado. A quantidade de biomassa florestal e o teor de carbono podem variar em função do tipo florestal, bem como de sua localização. Entretanto, fator importante diz respeito à confiabilidade dos dados mensurados neste tipo de pesquisa. A biomassa e o carbono da parte aérea podem ser determinados via método destrutivo, ou estimados via método não destrutivo. A construção do Rodoanel Mário Covas trecho norte e a supressão de uma área de Mata Atlântica possibilitou a realização de estudo de biomassa da parte aérea via método destrutivo. O objetivo deste trabalho foi estudar o tamanho e forma de parcelas, a intensidade amostral, quantificar a biomassa e o carbono na parte aérea, comparar métodos destrutivos e não destrutivos para a quantificação de biomassa e carbono na parte aérea, estudar a variação da densidade básica da madeira das espécies nas diferentes classes de DAP e grupos sucessionais e comparar as medidas de altura total e DAP obtidas a campo no inventário com as medidas coletadas após o corte. O tamanho mais conveniente de parcela foi 400 m 2, com forma retangular e dimensão de 10 x 40 m. A intensidade amostral variou entre 39 e 75 unidades amostrais. A biomassa da parte aérea obtida, via método destrutivo, foi de 188,3 Mg ha-1 e o carbono, 85,1 Mg ha-1. A biomassa estimada por equações alométricas da literatura foi subestimada, quando comparada ao valor real, obtido via método destrutivo. As menores classes de DAP apresentaram as maiores densidades básicas da madeira. A densidade básica foi 0,488 g cm-3 na média das espécies. A porcentagem de carbono contida nos troncos e galhos não diferiu entre as classes de DAP. O teor de carbono foi 45,41%, na média dos troncos e galhos. Espécies pioneiras acumularam maior quantidade de biomassa e carbono nos galhos e apresentaram maior densidade básica que as não pioneiras. A utilização dos dados coletados na fase de inventário e após o corte não afetaram os valores de biomassa estimados.

Emissões de GEE pela agricultura: o caso dos cultivos de cana-de-açúcar.

A agricultura é responsável por boa parte das emissões de gases de efeito estufa (GEEs), como o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O). Esses gases destacam-se pela capacidade de absorver energia, estabilidade na atmosfera e alta capacidade de reagir com a camada de ozônio, sendo alvo de pesquisas recentes. Em cultivos de cana-de-açúcar esses estudos têm sido mais frequentes, principalmente após a obrigatoriedade da colheita de cama sem queima, tratando-se principalmente do efeito dessa prática nas emissões desses gases para a atmosfera. Nesse sentido, objetivou-se com esta revisão, reunir informações sobre as fontes que contribuem para as emissões dos gases de efeito estufa pela agricultura, especialmente nos cultivos de cana-de-açúcar.

Cenários de mudanças climáticas para a América do Sul : impacto no zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar

O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) através do seu Quarto Relatório de Avaliação das Mudanças Climáticas Globais (IPCC-AR4), publicado em 2007, atribui as emissões de gases de efeito estufa como a principal causa do aumento médio das temperaturas e alerta para uma elevação entre 1,8 ºC e 6,4 ºC até 2100, podendo modificar assim a aptidão climática para as culturas agrícolas em diversas regiões do planeta. Diante disso, existe a necessidade de substituição dos combustíveis fósseis por fontes renováveis e limpas de energia, como o etanol. A cana-de-açúcar apresenta-se, portanto, como uma cultura estratégica na produção do etanol. O presente trabalho teve como objetivos: 1) avaliar o desempenho dos Modelos Climáticos Globais (MCGs) do IPCC-AR4 na simulação de dados climáticos de temperatura do ar e precipitação pluviométrica para o período anual e mensal; 2) elaborar o zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar para a América do Sul considerando o clima referência e o futuro para as décadas de 2020, 2050 e 2080 em função do cenário de emissão A1B considerado pessimista e que usa um equilíbrio entre todas as fontes de energia. Para a avaliação do desempenho dos MCGs, foram utilizados dados climáticos médios mensais observados de precipitação e temperatura do ar provenientes do Climatic Research Unit (CRU) e dados simulados oriundos dos 22 MCGs do IPCC (cenário 20c3m) compreendidos entre o período de 1961-1990, além do Multimodel (ensemble) – MM que é a média da combinação dos dados de todos os modelos. O desempenho dos MCGs foi avaliado pelos índices estatísticos: desvio padrão, correlação, raiz quadrada da média do quadrado das diferenças centralizadas e o “bias” dos dados simulados com os observados, que foram representados no diagrama de Taylor. Para a etapa da elaboração do zoneamento agroclimático procedeu-se o cálculo dos balanços hídricos (referência e futuros) da cultura, pelo método de Thornthwaite & Mather (1955). Para o cenário referência, utilizaram-se dados das médias mensais da precipitação e temperatura provenientes do CRU, enquanto que para as projeções futuras, dados provenientes das anomalias do Multimodel (ensemble) – MM para as décadas de 2020, 2050 e 2080, que foram ajustados, obtendo-se assim as projeções futuras para cada período analisado. Baseado nos mapas temáticos reclassificados de deficiência hídrica anual, temperatura média anual, excedente hídrico anual e no índice de satisfação das necessidades de água (ISNA), realizou-se uma sobreposição dessas informações obtendo assim, os mapas finais do zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar. Posteriormente ao zoneamento, realizou-se a análise das transições (ganhos, perdas e persistências) entre as classes de aptidão climática da cultura. Os resultados mostram que o Multimodel (ensemble) – MM para o período mensal apresenta o melhor desempenho entre os modelos analisados. As áreas inaptas correspondem a maior parte da América do Sul e uma expressiva transição entre as classes de aptidão climática da cultura.

Optimização de consumos no âmbito da eficiência energética em edifícios

Segundo estudos oficiais, a produção de energia eléctrica, principalmente através da queima de combustíveis fósseis, é responsável pelo aumento das emissões de gases de efeito estufa na atmosfera, contribuindo desta forma para o aquecimento global do planeta. Nesse sentido, os governos de diversos países, assumiram vários compromissos a nível internacional, com o propósito de reduzir o impacto ambiental associado à procura global de energia no planeta, assim como a utilização de recursos naturais. Desses compromissos, destaca-se o Protocolo de Quioto, no qual Portugal assumiu o compromisso de não apresentar um aumento de emissões superior a 27% relativamente ao ano de referência de 1990, durante o período de 2008-2012. Nesse sentido, uma das medidas para o controlo dessas emissões, passa pelo uso racional de energia consumida, nomeadamente através do sector doméstico, um dos sectores que registou uma maior subida do consumo de energia eléctrica nos últimos tempos. Uma das formas de o fazer, poderá passar pela escolha racional dos equipamentos que se utilizam hoje em dia no sector doméstico, baseada por sua vez em normas e critérios específicos para o efeito. No presente trabalho, o problema de maximização de eficiência energética é apresentado e formulado como um problema de optimização, sendo a sua resolução suportada em algoritmos evolucionários, nomeadamente algoritmos genéticos como referência o método Simplex para comparação de resultados e posterior validação dos algoritmos genéticos, enquanto método de optimização para a resolução deste tipo de problema. Factores como o ciclo de vida do produto, investimento realizado e despesas no consumo de energia eléctrica, serão tidos em conta, quando existe a necessidade de se obter uma solução ecológica e económica, assegurando ao mesmo tempo a satisfação do consumidor e do meio ambiente. Serão apresentadas ainda, diversas hipóteses de parametrização, tendo em vista os estudos de desempenho dos dois métodos de optimização a serem analisados e será elaborado ainda um estudo, para avaliar o desempenho dos algoritmos genéticos, mediante a variação de parâmetros a ele associados. No final conclui-se que a utilização dos AG’s é adequada ao problema de maximização da eficiência energética providenciando soluções distintas na escolha de equipamentos com valores semelhantes de indicadores económicos.

NZEB: um desafio para a engenharia civil

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

WeSenseNET - Plataforma de Visualização, Gestão Remota e Agregação Múltipla de Dados

Nos últimos anos, o avanço da tecnologia e a miniaturização de diversos componentes de electrónica associados a novos conceitos têm permitido nascer novas ideias e projectos, que até há alguns anos não passariam de ficção científica. Talvez o exemplo mais acabado seja actualmente o smartphone, um pequeno bloco de hardware e software, com capacidade de processamento que ultrapassa várias vezes o dos computadores com uma dúzia de anos. Estas capacidades têm sido utilizadas em comunicações, blocos de notas, agendas e até entretenimento. No entanto, podem ser reutilizadas para ajudar a resolver algumas limitações/constrangimentos da actualidade. Dentro destes destacam-se a gestão de recursos escassos. Com efeito, o consumo de energia eléctrica tem aumentado como consequência directa do desenvolvimento global e aumento do número de aparelhos eléctricos. Uma percentagem significativa de energia eléctrica tem sido produzida através de recursos não-renováveis de energia. No entanto, a dependência energética, associada à subida de preços e a redução das emissões de gases do efeito estufa, estimula o desenvolvimento de novas soluções que permitam lidar com esta situação. O desempenho energético por sua vez depende não só das características da estrutura, mas também do comportamento do utilizador. O desempenho energético dos edifícios é muito importante, uma vez que os respectivos consumos são responsáveis por mais de metade do total da energia produzida. Desta forma, a fim de alcançar um melhor desempenho é importante não só considerar o desempenho de estrutura, mas também monitorizar o comportamento do utilizador. Esta última questão coloca várias limitações, uma vez que depende muito do tipo de utilizador. Um dos conceitos actuais emergentes são as chamadas redes de sensores sem fio. Com esta tecnologia, pequenos módulos podem ser desenvolvidos com muitas possibilidades de conectividade, com elevado poder de processamento e com grande autonomia, sem serem excessivamente caros. Isto proporciona os meios para implementar vários dispositivos em toda a instalação, para recolher uma variedade de dados, sendo posteriormente armazenados num servidor. Os blocos fundamentais da infra-estrutura de sensores do projecto foram concebidos na Evoleo Technologies em simultâneo com o decorrer do estágio. Estes blocos recolhem dados específicos na instalação, e periodicamente enviam para o servidor central os valores recolhidos, onde são armazenados e colocados à disposição do utilizador. Os dados recolhidos podem então ser apresentados ao utilizador, proporcionando um registo de consumo de energia associado a um dado período de tempo. Uma vez que todos os dados são armazenados no servidor, podem ser efectuados estudos para determinar o uso típico, possíveis problemas em aparelhos, a qualidade da energia eléctrica, etc., permitindo determinar onde a energia está a ser eventualmente desperdiçada e fornecendo dados ao utilizador para que este possa proceder a alterações, tendo por base dados recolhidos num dado período. O objectivo principal deste trabalho passa por estabelecer a ligação entre o nível máquina e o nível de utilizador, isto é, uma plataforma de interacção entre dispositivos e administrador da instalação. Fornecer os dados de uma forma fácil e sem necessidade de instalação de software específico em cada dispositivo que se pretenda utilizar para monitorizar foi uma das principais preocupações das fases de concepção do projecto.

Generic life cycle assessment of the Jatropha biodiesel system

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia