Análise da viabilidade do uso de biogás gerado a partir de dejetos bovinos em microturbinas para fins de geração, cogeração e trigeração de energia

The use of digesters has become an important alternative for the proper disposal of organic agricultural wastes, serving as a solution to some environmental and health problems. Furthermore, the process of digestion provides commercially valuable by products such as biogas and bio fertilizer. The generation of biogas from agricultural waste, and its use in power generation systems has aroused great interest in rural areas because it enables supply in whole or in large part the energy demand of ownership by reducing production costs. The advent of technology has brought new forms of energy conversion of biogas, as the use of micro turbines specifies to be fuelled with biogas derived from the decomposition of organic matter in digesters, since it has a low level of methane in its composition, and high degree of impurities such as hydrogen sulphide, which are harmful to equipment and reduce the calorific value of biogas. The use of micro turbines behind other advantages like low emissions, great fuel flexibility and low maintenance. This paper presents an analysis of the feasibility of using biogas generated from cattle manure in micro turbines to generate electricity. Behind also an assessment of the energy potential that each animal has on various uses of biogas, and forms of energy recovery from the exhaust gases of the micro turbine. Also conducts an evaluation of the energy savings that the use of biogas aggregates properties.

Xylose from lignocellulosic waste in the production and industrial processing of pinneaple (Ananascomusus)

Lignocellulosicwaste from the pineapple production is a raw material useful for the xylose production by hydrolysis and it can be converted to xylitol. The objective of this work was to study the hydrolysis of pineapple peel with sulfuric acid at variable concentration (2-6%), reaction time (0-350 min) and temperature at 98 ˚C. The concentration of xylose, glucose and degradation products as acetic acid and furfural was determined. Optimal conditions found for hydrolysis were 6% H2SO4 at 98 ˚C for 83 min which yield was 26,9 g xylose/L, 2,61 g glucose/L, 7,71 g acetic acid/L and 0,29 g furfural/L.

Investigación sobre fermentaciones metánicas de desechos estacionales

En el campo agrícola se producen una serie de desechos orgánicos, que por un lado representan serios problemas de contaminación ambiental y por otro el desperdicio de valores energéticos importantes. Es decir una acción contraria a la sostenibilidad que debe buscarse en este siglo XXI. Entre estos productos agrícolas pueden citarse la pulpa de café, residuos herbáceos, bagazo de caña y la fracción insoluble de estiércol de ganado porcino conocida como cerdaza. Un problema añadido para dar solución adecuada es la disponibilidad de estos solo en cortas épocas del año. Todo lo anterior ha sido el origen de la presente investigación, para dar solución adecuada tanto en el aprovechamiento de biogás como en la reducción de la contaminación. La investigación descrita en este documento contempla el desarrollo de los siguientes aspectos: 1) Caracterización y problemática de cada uno de los productos señalados, 2) la solución al problema mediante el proceso de digestión anaerobia con fases separadas con el aprovechamiento del biogás generados y 3) recomendaciones para el arranque del proceso de digestión anaerobia y su mantenimiento en una alternancia de los productos citados. En la primera etapa de la fase experimental se estimó el rendimiento específico de metano para los diferentes sustratos, utilizando reactores batch configurados en una y dos fases concluyendo que la digestión anaerobia en dos fases presenta diferentes ventajas sobre la digestión monoetapa. En general se obtuvo un mayor rendimiento en la producción de metano, una reducción en los tiempos de retención, mayor eficiencia en la eliminación de los sólidos volátiles agregados, y una mayor estabilidad en el proceso reflejado en el mantenimiento de valores de pH en los rangos de operación recomendados. Seguidamente, al comparar dos procesos para la puesta en marcha de digestores metanogénicos operados en forma continua, se concluye que las variables determinantes en la estabilidad del sistema son la alcalinidad total presente en el digestor, el establecimiento de la población de microorganismos y la carga orgánica aplicada. Las dos primeras están determinadas por la calidad y proporción del inóculo suministrado al inicio del proceso. La alternación de sustratos suministrados al sistema de digestión en dos fases, permitió determinar el impacto sobre el desempeño del mismo, registrando una reducción en la producción de biogás, la riqueza de metano y la eficiencia de eliminación de sólidos volátiles durante los primeros días de operación luego del cambio de sustrato. Este periodo corresponde al proceso de aclimatación de los microorganismos el cual requirió de 20 días para asimilar los componentes del nuevo sustrato. Finalmente, entre los sustratos analizados, la menor carga orgánica de operación para mantener la operación del sistema en continuo corresponde a la pulpa de café con 0.1 kg SV/m3. La composición de este sustrato favorece la rápida acumulación de acidez volátil en el sistema, proporcionando una tendencia a la acidificación. Sin embargo, al controlar las cargas orgánicas volumétricas, el sistema permaneció operando sin necesidad de adición de alcalinizantes. La aplicación de los resultados de la presente investigación a la problemática de residuos de café es alentadora, comprobando que el sistema puede ser operado en continuo alternando residuos boreales y pulpa de café, ambos sustratos disponibles en las plantas de procesamiento de la cereza de café. ABSTRACT In the agricultural field there are series of organic wastes, which in one hand are the source of serious problems of environmental pollution and in the other, they represent a residue that could be used as a feedstock with significant energy values. These actions are contrary to efforts towards sustainability, which should be a priority in this century. Among agricultural residues with significant abundance, the coffee pulp, herbaceous waste, sugarcane bagasse and the insoluble fraction of pig manure can be mentioned. An added problem to the development of appropriate treatment systems, which provides a solution to the disposal of such wastes, is the limited availability of these feedstocks only in short seasons. These arguments have been the source of our research, in order to provide properly measures to biogas usage and pollution reduction. The research presented in this document includes the approaches to the following aspects. 1) Characterization and problems regarding the selected feedstocks 2) the solution to the problem by anaerobic digestion process with separate phases and 3) recommendations for starting the process of anaerobic digestion and its maintenance with alternation of the products listed For the first stage of the experimental phase, the specific methane yield of the selected feedstocks was estimated using batch reactors configured in one and two phases. It was concluded that two-phase anaerobic digestion offered distinct advantages over the single-stage digestion. In general a higher methane production yields, lower retention times, higher efficiency in volatile solids removal, and increased stability among the process were obtained. When comparing two processes for starting up methanogenic digesters, it is concluded that the variables that determine the stability of the system are the total alkalinity in the digester, the establishment of the population of microorganisms and the organic load. The first variables are influenced by the proportion and quality of the inoculum supplied at the beginning of the process. The alternation of substrates gave as a result a negative impact on system performance, recording a reduction on biogas production, the methane concentration and the efficiency of volatile solids removal. The situation was observed during the first days of operation after the change of feeding. This period corresponds to the process of acclimatization of the microorganisms which required 20 days to assimilate new substrate components. Finally, among substrates studied, the lowest organic load applied to maintain a continuous operation of the system, corresponds to the coffee pulp with 0.1 kg VS / m3. The composition of this substrate promotes a rapid accumulation of volatile acidity within the system, providing a tendency to acidification. However, by controlling organic loads, the operating system remained stable without addition of alkalizing components. The application of the results of this research to the problem of coffee waste is promising, proving that an anaerobic system can be operated continuously by alternating boreal waste and coffee pulp, both substrates available in coffee processing plants.

Anteproyecto de modelo arquitectónico de complejo alimentario, por medio de granjas agrícolas de La Geo

El presente trabajo consistió en el desarrollo del anteproyecto arquitectónico de un complejo alimentario, donde básicamente se propone la solución espacial para las instalaciones de un prototipo de anteproyecto propuesto por La Geo, el cual está compuesto de granjas agrícolas de La Geo, en un conjunto de espacios necesarios para la creación de un combustible alternativo a partir de procesos químicos y de tecnología biogás, todo esto producto de la granja avícola con capacidad para medio millón de aves, todos los desechos serán transformados a biogás para que este sea autosustentable. También cuenta con espacios complementarios como: Guardería y clínica asistencial, para el servicio de las comunidades aledañas y personal del complejo

Métodos probabilístico e determinístico para diagnóstico da necessidade de subsolagem de solos agrícolas

This paper presents two techniques to evaluate soil mechanical resistance to penetration as an auxiliary method to help in a decision-making in subsoiling operations. The decision is based on the volume of soil mobilized as a function of the considered critical soil resistance to penetration in each case. The first method, probabilistic, uses statistical techniques to define the volume of soil to be mobilized. The other method, deterministic, determines the percentage of soil to be mobilized and its spatial distribution. Both cases plot the percentage curves of experimental data related to the soil mechanical resistance to penetration equal or larger to the established critical level and the volume of soil to be mobilized as a function of critical level. The deterministic method plots showed the spatial distribution of the data with resistance to penetration equal or large than the critical level. The comparison between mobilized soil curves as a function of critical level using both methods showed that they can be considered equivalent. The deterministic method has the advantage of showing the spatial distribution of the critical points.

Integração vertical como estratégia de apropriação de valor: um estudo exploratório no canal de distribuição de produtos agrícolas

Neste artigo, investiga-se a adoção de canais alternativos para a comercialização de produtos agrícolas como forma de atenuar o poder, cada vez maior, exercido pelas grandes redes varejistas. O artigo investiga a decisão - e os efeitos daí decorrentes - de uma determinada empresa sediada no interior paulista, agrícola Pedra Branca, quanto à operacionalização verticalizada de uma butique de frutas, legumes e verduras (FLVs). Consciente dos novos padrões demandados pelo consumidor, a estratégia da empresa alvo do estudo foi combinar a oferta regular de produtos frescos, de qualidade intrínseca padronizada e preços atrativos, a um serviço diferenciado, baseado em um alto valor na experiência de compra. Esta estratégia fundamenta-se no anseio dos consumidores de, mais do que simplesmente adquirir produtos, experimentar sensações, as quais vividas em momentos de lazer exerceriam um grande poder de diferenciação. Realizou-se um estudo de caso baseado em entrevistas em profundidade semiestruturadas com diretores e gerentes da empresa. Como resultado, as evidências empíricas sugerem: 1) a verticalização (integração vertical) da atividade de comercialização como uma alternativa para a apropriação de valor da produção ao longo do canal de distribuição; e 2) o desafio da gestão do suprimento como requisito-chave para a adequada gestão do valor de uma marca. Considera-se oportuno lembrar, porém, que, em decorrência das limitações próprias da metodologia de estudos de caso, estas tais evidências devem ser entendidas como proposição a ser testada em trabalhos quantitativos futuros, ou mesmo melhor embasada via condução de estudos multicaso.

Pequenos mamíferos não voadores em fragmentos de Mata Atlântica e áreas agrícolas em Viana, Espírito Santo, Brasil

Nós inventariamos os pequenos mamíferos não-voadores em Viana, Espírito Santo, sudeste do Brasil, em 1981-1982 e 2006-2007. Foram capturados 439 pequenos mamíferos não-voadores pertencentes a três ordens (Didelphimorphia, Rodentia e Lagomorpha) e seis famílias (Didelphidae, Sciuridade, Cricetidae, Muridae, Echimyidae e Leporidae). As espécies mais abundantes foram os roedores Akodon cursor e Nectomys squamipes e o marsupial Metachirus nudicaudatus. Registramos pela primeira vez a ocorrência do roedor equimídeo Euryzygomatomys spinosus no estado do Espírito Santo. A riqueza específica (S = 21) e o índice de diversidade de Shannon (H = 2,23) estão entre os maiores registrados para pequenos mamíferos da Mata Atlântica no estado, mesmo quando comparados aos valores obtidos para unidades de conservação. Esses maiores valores de riqueza e diversidade encontrados estão provavelmente associados à heterogeneidade de hábitat e evidenciam a necessidade de conservação dos fragmentos florestais de Viana, os quais são importantes depositários da biodiversidade da Mata Atlântica.

Matéria orgânica do solo e emissão de C-CO2 em diferentes manejos e cultivos agrícolas

O manejo do solo deve ser realizado de tal forma que garanta a produção sustentável ao longo dos anos. Dentre as técnicas empregas, o manejo agroecológico e o plantio direto favorecem a manutenção da cobertura do solo e o aporte de matéria orgânica. Partindo da hipótese de que o maior aporte de resíduos culturais aumenta o conteúdo e estoque de matéria orgânica no solo, bem como reduz a emissão de C-CO2, o objetivo geral da pesquisa foi avaliar o impacto do manejo na matéria orgânica do solo e na emissão de C-CO2, nos períodos secos e chuvosos em diferentes cultivos agrícolas. O capítulo 1 foi desenvolvido na comunidade de Feliz Lembrança, Alegre–ES, onde foram avaliados sistemas de manejo em pastagem (PAST), café a pleno sol (PS) e café em sistema agroflorestal (SAF) e uma mata nativa (MN). O capítulo 2 foi desenvolvido no Incaper de Domingos Martins, onde se avaliou tratamentos de plantio direto de hortaliças sob palhada de gramínea (PD-G), leguminosa (PD-L), consórcio gramínea/leguminosa (PD-GL) e convencional utilizando enxada rotativa no pré-plantio (PC)em um delineamento de blocos casualizados. Amostras de solos em diferentes camadas foram coletadas para caracterização química e da matéria orgânica. Foram realizadas medições de emissão de C-CO2, temperatura do solo, umidade do solo e C biomassa microbiana do solo in situ. Foi utilizada análise de variância multivariada, vinculada a teste de aleatorização e aplicação de contrastes ortogonais no capítulo 1 e análise de variância aplicando teste F e teste de médias no capítulo 2. O SAF apresentou maior conteúdo de C orgânico total (19,8 g/kg) na camada de 0 a 5 cm e a PAST em subsuperfície. O menor estoque de C e N e os maiores valores de quociente metabólico foram encontrados no PS. O SAF reduziu a emissão de C-CO2 em 1,93 Mg ha-1 ano-1 em relação ao PS. O C orgânico total variou de 34,94 a 50,48 g/kg no PD-GL enquanto no sistema PC essa variação foi de 27,11 a 43,74 g/kg no perfil amostrado. A emissão média anual foi de 15,89 Mg C-CO2 ha-1 ano-1para a PD-G enquanto o PD-GL foi de 13,77; PD-L de 13,09 e PC de 11,20 Mg C-CO2 ha-1 ano-1. No PC, o balanço de C foi negativo (-2,15Mg ha-1), além de apresentar as menores médias anuais de umidade do solo e C biomassa microbiana e maior Qmet anual. Sistemas com contínuo e diversificado aporte de matéria orgânica promovem redução na emissão de C-CO2, bem como atuam no sequestro de C atmosférico.

Requisitos ambientais e acesso a mercados: o setor de defensivos agrícolas

Os requisitos ambientais do comércio internacional são freqüentemente usados pelos países desenvolvidos como barreiras técnicas ao acesso a mercados pelos países em desenvolvimento. Conhecer estes requisitos é especialmente importante para o setor de defensivos agrícolas (pesticidas). Assim, este artigo busca identificar os principais requisitos ambientais relativos aos defensivos agrícolas, mostrando a importância dos mesmos para os comércio exterior dos países em desenvolvimento, especialmente o Brasil.

Instituições e grupos de interesse: a União Europeia nas negociações agrícolas da Rodada Doha (2001-2005)

Este artigo aborda a influência dos grupos de interesse dos produtores rurais nas posições adotadas pela UE durante a Rodada Doha. As propostas defendidas pelos dois atores foram comparadas e analisadas. Argumenta-se que as diferenças de posições encontradas podem ser explicadas pelas regras institucionais do processo decisório da Política Comercial Comum da UE. A conclusão destaca que as pressões dos grupos de interesse afetaram parcialmente as posturas da UE na Rodada Doha e não impediram que avanços se efetivassem nesse contexto.

Estudo comparativo da carbonização de resíduos agrícolas e florestais visando à substituição da lenha no processo de secagem de grãos de café

Este trabalho visou a comparar o potencial energético de resíduos produzidos no beneficiamento de grãos de café (Coffea canephora var. Conilon) e no processo de fresamento da madeira, sugerindo seu uso em substituição ao da lenha de eucalipto, no processo de secagem de grãos de café. O uso destes resíduos agrícola e florestal pode contribuir para a redução de problemas ambientais relacionados com a contaminação do solo, ar e água, devidos a seu descarte inadequado, e para reduzir os custos de produção e, ou, beneficiamento do café. Os subprodutos da destilação seca e o carvão vegetal dessas matérias-primas foram quantificados e comparados. De acordo com os resultados, pôde-se verificar que os resíduos de casca de café proporcionaram uma boa produção de carvão vegetal, visto que seu rendimento gravimétrico em carvão foi estatisticamente superior ao da lenha. Considerando a produtividade e qualidade do carvão vegetal, o melhor resultado foi obtido pela carbonização da casca de café nas temperaturas de 350 ºC a 550 ºC e dos resíduos da fresa de madeira a 550 °C, principalmente, graças aos rendimentos médios em carbono fixo, que, nesses casos, superaram aqueles apresentados pelos carvões derivados de lenha do eucalipto. Em se tratando do poder calorífico superior, verificou-se que os resíduos da fresa de madeira e os resíduos de casca de café poderão ser utilizados para secagem de grãos de café, visto que apresentaram valores de poder calorífico superior (PCS) muito próximo aos de lenha de eucalipto. Graças aos bons rendimentos gravimétricos e rendimentos em carbono fixo, os carvões vegetais derivados dos resíduos produzidos no beneficiamento de grãos de café e no processo de fresamento da madeira apresentaram potencial considerável para serem utilizados como insumo energético.

Deslizamento de rodados de tratores de pneus em diferentes operações agrícolas

Nos tratores agrícolas, o deslizamento dos rodados ocorre por diversos fatores, entre eles o esforço de tração necessário para deslocar determinado implemento e o tipo de superfície que está em contato com a banda de rodagem dos pneus. Este trabalho tem o objetivo de avaliar o deslizamento do rodado de pneus de um trator em diferentes sistemas de preparo do solo na cultura do milho, no município de Bambuí, Estado de Minas Gerais. O experimento foi conduzido a campo, na safrinha outonal de 2011, na Fazenda Varginha, do Instituto Federal Minas Gerais - campus Bambuí, em um Latossolo Vermelho distroférrico típico. O experimento foi montado em esquema de parcelas sub-subdivididas, tendo, nas parcelas, as operações, nas subparcelas as marchas e, nas sub-subparcelas, as rotações, no delineamento em blocos casualizados, com três repetições, totalizando 81 unidades experimentais. Os fatores e níveis estudados foram (PC) preparo convencional, (CM) cultivo mínimo e (PD) plantio direto. Para cada tratamento, foram utilizadas três marchas (A2, A3 e B1), em três rotações (1600, 1900 e 2200 rpm). Pelos resultados, conclui-se que, no preparo convencional, o maior índice de deslizamento ocorre na operação de semeadura; no cultivo mínimo, na operação de escarificação e, no plantio direto, na operação de semeadura.

Proposta de método para estimação de tamanho de parcela para culturas agrícolas

Dentre as formas reconhecidas para redução do erro experimental, destaca-se o tamanho ótimo da parcela experimental para aplicação dos tratamentos, existindo vários métodos para sua estimação, baseados em diferentes princípios. O objetivo deste trabalho é propor um método alternativo para a estimação do tamanho ótimo de parcela, para culturas agrícolas, compará-lo com métodos clássicos para esse fim e identificar com quais parâmetros seus resultados estão correlacionados. Realizou-se a validação dos resultados, utilizando-se dados de quatro experimentos com plantas de pimentão, em que se avaliou a produção de frutos, acumulada nas várias colheitas, cultivado em estufa com cobertura plástica. Os resultados obtidos pelo método proposto, denominado Método da Máxima Distância, são coerentes, mas fracamente associados aos resultados observados pelos demais métodos clássicos. O tamanho ótimo da parcela, estimado pelo Método da Máxima Distância, é fortemente influenciado pelo índice de heterogeneidade da produção, que mede a correlação entre as produções de parcelas contíguas. Há, ainda, as características de ser de fácil aplicação, praticamente invariável à acumulação da produção em diversas colheitas, adequando-se para culturas com duas ou mais colheitas nas mesmas plantas, como em experimentos com culturas olerícolas ou forrageiras.

Programa computacional para calcular a potência requerida de máquinas e implementos agrícolas

O uso de programas computacionais no setor agrícola permite atingir objetivos específicos na área. Dentre esses, um dos mais complexos é a seleção adequada de máquinas e implementos agrícolas visando à otimização de operações agrícolas, devido, principalmente, à grande variedade de equipamentos existentes no mercado e a gama de tarefas e situações de trabalho que estas são submetidas no campo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um programa computacional para calcular a potência requerida de máquinas e implementos agrícolas normalmente utilizados na condução de operações de campo, desde o preparo do solo até as operações de implantação de culturas. Desenvolvido em linguagem PHP, o programa computacional baseia-se na norma ASAE D497.4 - Agricultural Machinery Management Data como referência para desenvolvimento de cálculos. A partir do programa desenvolvido, tornou-se possível a execução de tarefas para cálculos de avaliação da demanda de potência de máquinas e implementos agrícolas de forma simplificada pela internet.

Metodologia para estimar o número de dias trabalháveis com máquinas agrícolas

No atual modelo de agricultura, é indispensável que o produtor conheça a real disponibilidade de tempo para a execução das operações agrícolas ao longo do ciclo das culturas. Este é o primeiro passo para se planejar e se obter maior eficiência na execução dessas operações, que estão sujeitas às variações do clima. As variáveis meteorológicas de uma determinada região influenciam diretamente no número de dias disponíveis para trabalhar com máquinas agrícolas. O objetivo deste trabalho foi estimar as probabilidades de ocorrência de dias favoráveis para o trabalho mecanizado, utilizando-se informações meteorológicas do município de Santa Maria, RS, Brasil. As condições para se considerar o dia como favorável para o trabalho com máquinas foram a precipitação < 5 mm e o armazenamento de água no solo (ARM) entre 40 e 90% da capacidade de água disponível (CAD). O método da cadeia de Markov de primeira ordem foi utilizado para estimar as probabilidades condicionais de dias favoráveis ao trabalho com máquinas. Os resultados indicam que a metodologia aplicada para estimar as probabilidades de dias favoráveis ao uso de máquinas agrícolas foi viável, evidenciando as épocas mais apropriadas à execução de operações agrícolas mecanizadas no campo, para o município de Santa Maria, RS.