Análise de ciclo avançado com seqüestro de carbono

The energy is considered one of the most important elements in the human´s life providing the survival as well as the well being. Nowadays, the technologies destined to generate power burn fossil fuels which pour gases (carbon dioxide among them) that contribute to the global warming phenomenon. Several research groups and universities have been studying different methods for generating power with low carbon dioxide emissions, including the possibility of burning zero-carbon fuels. In this text, it has been put attention to the Advanced Zero Emission Power Plants (AZEP) which separate the CO2 (from the gases involved in the power generation), compress it, dehydrate it and store it in appropriate reservoirs. The goal of this study was to find a possible solution to produce CO from CO2, activated by solar energy; the reaction between CO and steam generates a syngas comprised of H2 and CO2, which can be separated by chemical and/or physical processes. The text also contains a study concerning the compressed air energy storage power plant (CAES) and come up with its modification to C[CO2]ES. This power plant stores CO2 directing it to a reverse combustion process to produce CO which is headed to a syngas reactor to produce CO2 and H2. Hydrogen is separated and carried to the thermal cycle to generate power with low carbon emissions

Impactos de las plantaciones de pino sobre el ciclo de carbono a lo largo de un gradiente de precipitaciones en la Patagonia, Argentina

Los cambios en el uso de la tierra modifican la circulación de carbono (C) entre la atmósfera y los ecosistemas, lo que altera el funcionamiento de estos últimos. Los ecosistemas terrestres juegan un papel central sobre el ciclo de C, pero todavía existen muchas incertidumbres asociadas a los impactos del reemplazo de la vegetación natural sobre los reservorios y flujos de C en condiciones climáticas contrastantes. En esta tesis evaluamos el impacto del reemplazo de la vegetación natural por plantaciones de pino sobre el ciclo de C a lo largo de un gradiente de precipitaciones (250-2200 mm) en la Patagonia. Un gradiente donde la composición de especies y formas de vida de la vegetación varía (de estepas arbustivas graminosas a bosques templados) y ecosistemas pareados donde la vegetación es constante (Pinus ponderosa) permitió explorar los efectos combinados y desacoplados de las precipitaciones y la vegetación sobre la productividad primaria neta aérea (PPNA), la descomposición de broza y el balance de C. A la vez, evaluamos el potencial de secuestro de C de dichas plantaciones. Las plantaciones modificaron el balance de C de los ecosistemas a través de cambios simultáneos en la PPNA y la descomposición, y atenuaron la respuesta de algunas variables biogeoquímicas del suelo a los cambios en las precipitaciones. La PPNA de los ecosistemas naturales y plantaciones aumentó de manera lineal a lo largo del gradiente y la pendiente de la relación PPNA-precipitaciones fue similar entre ecosistemas. La descomposición de broza difirió de manera notable entre ecosistemas y sólo presentó una relación positiva con las precipitaciones en las plantaciones. En los ecosistemas naturales, la combinación de las distintas calidades de broza y los efectos abióticos, como la fotodegradación que disminuye al aumentar la cobertura de la vegetación, generaron tasas de descomposición variables a lo largo del gradiente, y siempre superiores a la de las plantaciones. Las plantaciones incrementaron el contenido de C de la biomasa y detritos entre los 250 a 1350 mm, y lo redujeron con respecto al bosque nativo. El incremento de los detritos estuvo asociado a retrasos en la descomposición, pero estos cambios no se reflejaron en el contenido de carbono orgánico del suelo superficial. En esta tesis identificamos interacciones múltiples entre el clima, la vegetación que se reemplaza y la identidad de la especie introducida, que en conjunto definieron el impacto absoluto y relativo de las plantaciones sobre el balance de C a lo largo del gradiente de precipitaciones. La utilización de plantaciones forestales de la Patagonia como estrategia segura de secuestro de C a largo plazo, presentaría bastante incertidumbre y tendría un papel menor en términos de compensar las emisiones de CO2 a la atmósfera que diversas actividades humanas generan.

Secuestro de carbono y nitrógeno y emisiones de óxido nitroso del suelo bajo diferentes sistemas de labranza y secuencias de cultivo en la región semiárida pampeana argentina

El objetivo de esta tesis fue estudiar la influencia de diferentes secuencias de cultivos soja - maíz (sj - mz) y soja - soja (sj - sj), y sistemas de labranza, siembra directa con cultivo de cobertura (SDcc) y labranza reducida (LR); sobre los stocks de carbono orgánico total (COT) y nitrógeno total (Nt) y las emisiones de óxido nitroso (N2O) del suelo en condiciones de campo. El experimento está situado en Manfredi, Córdoba, Argentina. El clima de la región es semiárido y el suelo del experimento es un Haplustol éntico. Luego de 13 años se realizó un muestreo de suelo hasta 100 cm de profundidad y se analizó densidad aparente y composición química del suelo. Las emisiones de N2O se midieron durante un año a campo. Los stocks de COT y Nt comparado con LR y los tratamientos bajo sj-sj los menores stocks, tendencia que se mantuvo hasta los 100 cm. La siembra directa promueve la acumulación de COT y Nt y el efecto es mayor cuanto mayor es la inclusión de gramíneas en la secuencia. Respecto de las emisiones de N2O en general variaron considerablemente con el tiempo y las tasas más altas se asocian acon períodos de altos contenidos de agua y nitratos en el suelo. La aplicación de fertilizante nitrogenado en maíz aumentó las emisiones de N2O del suelo. Las emisiones anuales de N - N2O medidas fueron inferiores a las calculadas en base a Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), esta metodología sobreestimó las emisioens de N2O, para las condiciones estudiadas.

Os efeitos do aumento das concentrações de dióxido de carbono e da turbulência na diatomácea, Chaetoceros sp.

Dissertação de Mestrado em Gestão e Conservação da Natureza.

Uso do modelo century no estudo da dinâmica do carbono orgânico em solos do Rio Grande do Sul

A dinâmica do carbono (C) no solo envolve processos relativos à sua incorporação na biomassa vegetal, as transformações que esta soue por ação microbiana, com liberação de COz, e o aCÚInulode subprodutos desta transformação como matéria orgânica do solo. O modelo Century foi desenvolvido para representar esta dinâmica, incorporando os fatores que a influenciam em suas operações. Atinge este objetivo dividindo a parte terrestre do Ciclo do Carbono em oito compartimentos com base no tempo de permanência do C e sua localização. Apesar de sua relativa eficiência em diversos tipos de solo e biomas, têm sido sugeridas alterações para melhorar seu desempenho em situações especiais desde seu desenvolvimento na década de 80. Na presente pesquisa com o modelo parametrizado para as condições locais, determinou-se os compartimentos de C para dez solos do Rio Grande do Sul com teores variáveis de argila, óxidos de ferro e carbono orgânico total (COT) através de uma execução de equilíbrio. O carbono alocado pelo modelo no compartimento passivo (COP) foi relacionado com diversos atributos de solo, sendo observada correlação significativa com o teor de argila e óxidos de ferro. Em adição a este trabalho, utilizouse o modelo para estimar o COT do solo e a distribuição de C nos compartimentos num experimento de manejo com treze anos de duração, composto por preparos de solo, sistemas de culturas e doses de nitrogênio, em Argissolo Vermelho Distrófico típico na EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul. Para o melhor ajuste entre o COT observado experimentalmente foi necessário proceder a ajustes na taxa de decomposição do compartimento lento (DEC5). Esta taxa mostrou-se dependente do grau de revolvimento do solo e da quantidade de C adicionado pelos sistemas de cultura, observando-se os menores valores nas baixas adições e solo sem revolvimento.

Influência da matéria orgânica dissolvida alóctone e autóctone sobre o balanço de carbono em sistemas aquáticos: um experimento em mesocosmos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Uma modelagem de sequestro e armazenamento de dióxido de carbono atmosférico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estimativa de emissão de carbono por difusão CO2 e CH4 na bacia do Ji-Paraná

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Estudio comparativo de tecnologías comerciales de valorización de residuos solidos urbanos

Debido al incremento en la demand a de combustibles, y al consiguiente aumento en el precio del petróleo, se plantea el uso de la biomasa como sustituto de los combustibles fósiles. La biomasa está considerada como una fuente de energía renovable y c ada vez s e está apostando más por su uso ya que contribuye a la reducción de l CO 2 de la atmó sfera. Como la biomasa proviene de fuentes naturales, se supone que todo el CO 2 que ha absorbido durante su c iclo de vida para desarrollarse es igual a la cantidad de CO 2 que se emite al utilizar la bi omasa como combustible, por lo que el ciclo de carbono es neutro. Por otro lado, la biomasa contiene un bajo contenido , casi despreciable, de sulfuros, nitrógeno y cenizas, por lo que las emisiones producidas son menores. El termino biomasa involucra toda la materia orgánica existente en la naturaleza, por lo que utilizar ésta como combustible para la obtención de electricidad es una opción muy atractiva. Ahora bien, dado que el uso masivo de la biomasa para fines energéticos puede acarrear serios problemas medioambientales, hay que tener sumo cuidado a la hora de utilizarla , como por ejemplo en las calderas de pellets. Desde el punto de vista de la contaminación obtener calor a partir de esta fuente renovable es más ecológico, pero puede llegar a originar s erios problemas de deforestación. O tro ejemplo sería el uso de cultivos energéticos para la obtención de biocombustibles. El us o de éstos supondría su escasez debido al aumento de la demanda de éstos para fines energéticos, por lo que el precio de dichos cultivos aumentaría. Por lo tanto, la solución ideal consistiría en buscar un equilibrio o el tipo de biomasa que menos repercusión tenga sobre el medio ambiente. Entre esta última opción se encuentran los residuos sólidos urbanos (RSU) . Según la ley 22/2 011, de l 28 de Julio, de residuos y suelos contaminados, l os residuos sólidos urbanos son aquellos que son generados en los hogares como consecuencia de las actividades domésticas . Debido a que aproximadamente un 60% de su composición es materia orgánica , se pueden clasificar como biomasa, por lo que s e puede decir que los residuos sólidos urbanos son un “tipo de biomasa” a los que sería interesa nte dar uso . Debido a que l os residuos constituyen un gran problema ambiental, social y económico, se requiere mayor esfuerzo para su reducción y prevención. El aumento de la calidad de vida de la población ha hecho que cada vez se generen más residuos , por lo que es necesario un si stema eficaz para la gestión de éstos

A influência da deposição atmosférica da poeira mineral da Patagônia na biomassa fitoplanctônica do setor Atlântico do Oceano Austral

O Oceano Austral é a região oceânica de maior extensão em que os macronutrientes necessários à produção primária permanecem em níveis elevados por todo ano. Essa condição é conhecida como High Nutrient Low Clorophyll (HNLC) e é determinada, em grande parte, pela relativa escassez de micronutrientes, particularmente o ferro. Diversos experimentos comprovaram que a entrada de ferro neste sistema intensifica a produção biológica, aumentando a fixação do carbono e, eventualmente, sua exportação para águas profundas. Este fenômeno recebeu muita atenção nos últimos 20 anos devido a sua possível influencia no clima, via ciclo do carbono. A relação inversa entre concentração de CO2 na atmosfera e o fluxo de poeira mineral observados em registros glaciais da Antártica Central sugere que a deposição atmosférica pode ser uma importante via para o aporte de micronutrientes. Porém, a contribuição da deposição de poeira mineral para a produção primária nesta região permanece para ser demonstrada e seu possível papel no sistema climático ainda não é conclusivo. No caso do setor Atlântico do Oceano Austral, que recebe influência da Patagônia, os baixos fluxos modernos de poeira mineral e a baixa solubilidade do ferro associado à estrutura dos alumíniossilicato levam muitos autores a postular que fontes oceânicas de micronutrientes sejam mais determinantes. Faltam, no entanto, evidências experimentais. Neste trabalho, abordamos o estudo da fertilização do setor Atlântico do Oceano Austral pela poeira da Patagônia utilizando duas ferramentas: (1) o sensoriamento remoto orbital de aerossóis minerais e clorofila-a em escala interanual; e (2) um experimento de fertilização, com poeira da Patagônia, realizado na Passagem de Drake, considerando fluxos estimados para a era moderna e para o último glacial. Após doze dias de bioensaio, os tratamentos de adição de poeira mostraram a elevação da clorofila-a e da abundância de células em níveis acima dos controles. Níveis intermediários e maiores de adição não diferiram entre si na intensidade de resposta biológica, separando-se apenas da menor adição. Esses resultados indicam que a poeira da Patagônia, mesmo nos fluxos atuais, é capaz de prover os micronutrientes escassos na coluna dágua, com potencial para deflagrar aumentos significativos de biomassa. Através da análise por sensoriamento remoto, identificamos uma região de alta correlação entre poeira e clorofila-a, que está localizada entre a Frente Subtropical e a Frente Polar, se estendendo da Argentina ao sul da África. Esta região difere das águas ao sul da Frente Polar pela menor profundidade da camada de mistura, menor concentração de silicatos, baixa biomassa de diatomáceas e, estima-se, maior estresse fisiológico devido à escassez de ferro e menor aporte oceânico deste nutriente. Em conjunto, essas características parecem criar condições que tornam a resposta biológica mais sensível à deposição de poeira mineral. Estes resultados lançam nova luz sobre o controle atual da produção primária na região e sobre a hipótese da regulação climática pelo fitoplâncton no Oceano Austral, mediado pela deposição de poeira da Patagônia.

Atrapando C02 en el mar patagónico

El océano captura una gran proporción del anhídrido carbónico atmosférico. En este artículo de divulgación científica se presenta el caso del mar patagónico (océano Atlántico sudoccidental, Argentina). Se incluye información sobre CO2 y el cambio climático; la importancia del océano en el ciclo del carbono; el flujo mar-atmósfera de CO2; la importancia de los mares costeros, entre otros, y otras lecturas sugeridas relativas a la temática.

Curso de recuperação de áreas degradadas: a visão da ciência do solo no contexto do diagnóstico, manejo, indicadores de monitoramento e estratégias de recuperação.

A gradativa evolução e cobrança da legislação ambiental ocorridas nas últimas décadas, especialmente a que trata da obrigatoriedade da recuperação de áreas degradadas, têm contribuído significativamente para o aperfeiçoamento da tecnologia pertinente e tem despertado o interesse de várias categorias profissionais. Pesquisadores, técnicos e empresas estão empenhadas na solução de diversos problemas, específicos da área. Neste contexto, a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EMBRAPA, vinculada ao Ministério da Agricultura, Pescuária e Abastecimento, criada em 26 de abril de 1973, que tem como missão viabilizar soluções para o desenvolvimento sustentável do espaço rural e peri-urbano, por meio da geração, adaptação e transferência de conhecimentos e tecnologias, em benefício dos diversos segmentos da sociedade brasileira, viu-se obrigada pela natureza de suas pesquisas, pela área geográfica de sua atuação e pelo conhecimento e desafios acumulado na empresa e em seus quadros técnicos, a também contribuir de forma efetiva na investigação científica e geração de tecnologias para recuperação de áreas degradadas. A adoção da Recuperação de Áreas Degradadas (RAD) como ramo da ciência é um evento recente em nosso país, e como a maioria dessas áreas degradadas está em áreas com atividades ligadas ao setor agropecuário ou a cadeia produtiva em volta do agronegócio brasileiro, a Embrapa tem um papel de atuação essencial para gerar tecnologias mitigadoras destes impactos, que podem e devem ser adaptadas para outras situações de solos e recursos hídricos degradados por outras atividades. A Petrobras, a maior empresa brasileira em valor de mercado, entende que em um cenário cada vez mais competitivo, a imagem das empresas está relacionada à conscientização de seus empregados de que o aprimoramento da qualidade, a minimização de impactos ao meio ambiente e a segurança do homem e do patrimônio são fatores decisivos para o aumento da produtividade. Por isso, a Companhia dedica igual atenção ao seu desenvolvimento tecnológico e aos aspectos de proteção ao meio ambiente. Diante deste contexto, a Petrobras contratou uma das unidades de pesquisa do sistema Embrapa, o Centro Nacional de Pesquisa de Solos sediado no Rio de Janeiro para ministrar esse Curso de Recuparação de Áreas Degradadas, através da visão da Ciência do Solo no Contexto do Diagnóstico, Manejo, Indicadores de Monitoramento e Estratégias de Recuperação, visando o treinamento de parte dos seus quadros técnicos ligados à área de meio ambiente, utilizando ferramentas e conhecimentos específicos da Ciência do Solo, como contribuição técnica no sentido de aprimorar o enfoque multidisciplinar, necessário aos técnicos envolvidos em trabalhos de RAD. Esperamos que as informações contidas nesta apostila e transmitidas em sala de aula e nas atividades de campo contribuam para ampliar os muitos conhecimentos já adquiridos e vividos pelos quadros técnicos da área de meio ambiente da Petróleo Brasileiro S.A.

Screening of process conditions for the production of biogas from diluted organic waste streams using microreactors

Dissertação de Mestrado, Engenharia Biológica, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Determinantes locais da decomposição foliar e de raízes finais em um ecossistema semiárido do nordeste brasileiro

The decomposition process exercises an extensive control over the carbon cycle, affecting its availability and nutrient cycling in terrestrial ecosystems. The understanding of leaf decomposition patterns above the soil and fine roots decomposition below the soil is necessary and essential to identify and quantify more accurately the flow of energy and matter in forest systems. There is still a lack of studies and a large gap in the knowledge about what environmental variables act as local determinants over decomposition drivers. The knowledge about the decomposition process is still immature for Brazilian semiarid region. The aim of this study was to analyze the decomposition process (on leaves and fine roots) of a mixture of three native species for 12 months in a semiarid ecosystem in Northeast Brazil. We also examined whether the rate of decomposition can be explained by local environmental factors, specifically plant species richness, plant density and biomass, soil macro-arthropods species richness and abundance, amount of litterfall and fine root stock. Thirty sampling points were randomly distributed within an area of 2000 m x 500 m. To determine the decomposition rate, the litterbag technique was used and the data analysis were made with multiple regressions. There was a high degradation of dead organic matter along the experiment. Above ground plant biomass was the only environmental local factor significantly related to leaf decomposition. The density of vegetation and litter production were positively and negatively related to decay rates of fine roots, respectively. The results suggest that Caatinga spatial heterogeneity may exert strong influences over the decomposition process, taking into account the action of environmental factors related to organic matter exposure of and the consequent action of solar radiation as the decomposition process main controller in this region

Análise energética, exergética e ecológica da incorporação da produção de hidrogênio ao setor sucroalcooleiro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)