Brazilian Atmospheric Inventories – BRAIN: a comprehensive database of air quality in Brazil

Developing air quality management systems to control the impacts of air pollution requires reliable data. However, current initiatives do not provide datasets with large spatial and temporal resolutions for developing air pollution policies in Brazil. Here, we introduce the Brazilian Atmospheric Inventories (BRAIN), the first comprehensive database of air quality and its drivers in Brazil. BRAIN encompasses hourly datasets of meteorology, emissions, and air quality. The emissions dataset includes vehicular emissions derived from the Brazilian Vehicular Emissions Inventory Software (BRAVES), industrial emissions produced with local data from the Brazilian environmental agencies, biomass burning emissions from FINN – Fire INventory from the National Center for Atmospheric Research (NCAR), and biogenic emissions from the Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature (MEGAN) (https://doi.org/10.57760/sciencedb.09858, Hoinaski et al., 2023a; https://doi.org/10.57760/sciencedb.09886, Hoinaski et al., 2023b). The meteorology dataset has been derived from the Weather Research and Forecasting Model (WRF) (https://doi.org/10.57760/sciencedb.09857, Hoinaski and Will, 2023a; https://doi.org/10.57760/sciencedb.09885, Hoinaski and Will, 2023c). The air quality dataset contains the surface concentration of 216 air pollutants produced from coupling meteorological and emissions datasets with the Community Multiscale Air Quality Modeling System (CMAQ) (https://doi.org/10.57760/sciencedb.09859, Hoinaski and Will, 2023b; https://doi.org/10.57760/sciencedb.09884, Hoinaski and Will, 2023d). We provide gridded data in two domains, one covering the Brazilian territory with 20×20 km spatial resolution and another covering southern Brazil with 4×4 km spatial resolution. This paper describes how the datasets were produced, their limitations, and their spatiotemporal features. To evaluate the quality of the database, we compare the air quality dataset with 244 air quality monitoring stations, providing the model's performance for each pollutant measured by the monitoring stations. We present a sample of the spatial variability of emissions, meteorology, and air quality in Brazil from 2019, revealing the hotspots of emissions and air pollution issues. By making BRAIN publicly available, we aim to provide the required data for developing air quality policies on municipal and state scales, especially for under-developed and data-scarce municipalities. We also envision that BRAIN has the potential to create new insights into and opportunities for air pollution research in Brazil.​​​​​​​</p

PANORAMA DOS COMBUSTÍVEIS E BIOCOMBUSTÍVEIS NO BRASIL E AS EMISSÕES GASOSAS DECORRENTES DO USO DA GASOLINA/ETANOL

A busca por alternativas para reduzir a extração do petróleo e a preocupação com a emissão de poluentes na atmosfera reforçam cada vez mais a importância da produção comercial dos biocom­bustíveis. Nesse cenário, desde a década de 1970, o etanol é co­mercializado no Brasil, e desde 2005 existem esforços para o bio­diesel alcançar proporções significativas na matriz energética bra­sileira. A literatura referente às emissões gasosas oriundas da queima de diesel/biodiesel e gasolina/etanol reporta a redução significativa de hidrocarbonetos (HC) e monóxido de carbono (CO), quando os biocombustíveis são adicionados aos combustí­veis fósseis. O presente trabalho aborda uma breve revisão da si­tuação atual dos combustíveis e biocombustíveis líquidos utiliza­dos no Brasil (com ênfase no etanol), destacando alguns ganhos ambientais ao se substituir os combustíveis fósseis por renováveis

PRODUÇÃO DE BIODIESEL A PARTIR DE CYPERUS ESCULENTUS E TRATAMENTO DO EFLUENTE ORIUNDO DA PURIFICAÇÃO

Com o aumento do consumo de combustíveis fósseis e problemas ambientais associados a sua queima, busca-se formas alternativas de energia limpa e renovável. O biodiesel é obtido a partir de qualquer tipo de oleaginosa ou até mesmo de óleos já utilizados. Objetivou-se neste estudo produzir biodiesel a partir da planta Cyperus esculentus bem como propor um tratamento alternativo para a água oriunda da etapa de purificação. Após a produção e extração dos ácidos graxos realizou-se o processo de transesterificação em catálise básica via rota metílica. Foram analisados os parâmetros físico-químicos: massa específica, pH, condutividade e ponto de fulgor para o biodiesel, DQO e turbidez para a água de lavagem. O tratamento adotado para a água foi o foto-Fenton em condições otimizadas. As propriedades físico-químicas para o biodiesel apresentaram-se dentro das normas da ANP. A água de lavagem apresentou DQO de 1.940 mg L-1 antes do tratamento. Após o tratamento, obteve-se eficiência de redução de DQO de 92%. Os resultados revelaram que a erva daninha mostrou-se promissora para produção de biodiesel e o processo de tratamento adota do possui elevado potencial de degradação dos resíduos gerados

ANÁLISE DA CO-GASEIFICAÇÃO DE RESÍDUOS DE BIOMASSA NA SERRA CATARINENSE E AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA AMBIENTAL DESTA TECNOLOGIA

A cogaseificação de resíduos de biomassa é uma tecnologia promissora a qual pode elevar a eficiência energética e ecológica de uma planta térmica. No presente estudo foi realizado análise imediata de resíduos de pinus e falha de pinhão para a caracterização energética e verificação da viabilidade de implementação de uma unidade térmica á gaseificação com ciclo combinado na Região da Serra Catarinense. Verificou-se que os resíduos possuem características que proporcionam um potencial de combustão favorável, no entanto devem ser realizados métodos de pré-tratamento destes para elevar o potencial calorífico do gás gerado. A gaseificação à ciclo combinado demonstra potencial para ser implantada, no entanto devem ser fortalecidas políticas para o incentivo de tecnologias e redução de custos nesta área de modo a favorecer investimentos neste processo o qual possui eficiência energética e ecológica elevadas em comparação á tecnologias convencionais

POTENCIAL DE APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DE BIOMASSA RESIDUAL

Esta pesquisa apresenta os principais tipos de biomassa residual proveniente dos mais diversos setores da economia. Foi realizado um levantamento te&oacute;rico, informando sobre o uso energ&eacute;tico da biomassa e suas caracter&iacute;sticas, o potencial de convers&atilde;o em energia, bem como as rotas utilizadas para tais convers&otilde;es

SUSTENTABILIDADE RURAL: O USO DO BIOGÁS COMO ALTERNATIVA ENERGÉTICA PARA OS PRODUTORES DE LEITE

O presente estudo propôs analisar o potencial de geração de biogás por meio da biodigestão anaeróbia dos resíduos orgânicos oriundos da atividade zootécnica produtora de leite utilizando ensaios de biodigestores de bancada. Os resíduos orgânicos foram coletados in loco nos vertedores de escoamento do estábulo, portanto, consistem de uma mistura de fezes, urina e águas de lavagem. As análises físico-químicas consistiram no monitoramento dos seguintes parâmetros: DQO, pH, Alcalinidade, Umidade, Sólidos Totais e Voláteis, antes e depois do processo de biodigestão (em batelada). Para o experimento, utilizaram-se reatores com volume de 250 mL cada, ambos incubados com 50 mL de resíduos de bovinos leiteiros da raça Holandesa, permanecendo 25 dias sob a temperatura constante de 32°C. As pressões internas dos frascos foram monitoradas diariamente e convertidas em termos de geração de gás média acumulada, nas CNTP. O resíduo apresentou elevada carga orgânica, evidenciada pela DQO de 51.671 mg O2.L-1. A biodigestão anaeróbia proporcionou uma redução na DQO de 48,8% após os 25 dias de experimento. Obteve-se a geração média acumulada de 141,8 mL de biogás, para os 25 dias de experimento; já em termos de sólidos voláteis reduzidos, obteve-se o valor de 575,22 NmL.gSVr-1

POLÍTICAS NACIONAIS DE INCENTIVO AO USO ENERGÉTICO DO BIOGÁS E BIOMETANO

Esta pesquisa apresenta informa&ccedil;&otilde;es relevantes sobre as principais pol&iacute;ticas nacionais de incentivo encontradas para o uso do biog&aacute;s e biometano no setor energ&eacute;tico brasileiro. Foi realizado um levantamento te&oacute;rico em base de dados nacionais de documentos p&uacute;blicos de minist&eacute;rios, empresas e programas, buscando-se quais politicas se relacionam direta e indiretamente com o uso energ&eacute;tico do biog&aacute;s e do biometano, discutindo-se sobre as caracter&iacute;sticas de cada legisla&ccedil;&atilde;o e como elas podem influenciar o uso desta tecnologia no Brasil

Emissões industriais no estado de Santa Catarina - ano base 2019

Santa Catarina (SC) é o estado brasileiro com o maior número de indústrias per capta (29 indústrias para cada 10.000 habitantes) (IBGE, 2013); o estado atingiu a 9ª posição no ranking nacional de produção agrícola, mesmo concentrando apenas 1% do território nacional (IBGE, 2017). SC é o maior produtor de carvão mineral bruto do país, o maior produtor nacional de carne suína, pescado, ostras e mexilhões, além de ser o segundo maior estado no abate de aves. O setor industrial é responsável pelo consumo de mais de 42% da energia elétrica demandada no estado, sendo que, 95,5% dessa parcela correspondem ao consumo das indústrias de transformação (FIESC, 2015). Ainda, a indústria catarinense contribui com 34% na formação do PIB e com 36% dos empregos do estado, distribuídos principalmente nos setores agropecuário, comercial e de serviços. Entretanto, o ritmo acelerado de crescimento desse setor, associado ao aumento substancial da frota veicular em operação em vias rodoviárias, tem promovido o aumento significativo nas emissões de poluentes atmosféricos (EEA, 2016; EEA, 2010; RAMANATHAN e FENG, 2009). Mesmo diante dos aspectos ambientalmente negativos resultantes do intenso crescimento do setor industrial, em SC, poucas iniciativas foram tomadas para monitorar as emissões e controlar os impactos na atmosfera. Até o presente momento, não existe monitoramento público da concentração de poluentes atmosféricos, exceto os realizados para cunho científico (IEMA, 2014). Contudo, a Diretoria de Biodiversidade e Clima (DBIC), da Secretaria de Estado do Desenvolvimento Econômico Sustentável (SDE), gerou a demanda do estado de SC para o desenvolvimento de gestão da qualidade do ar. Frente à demanda e da problemática do estado em relação ao controle da qualidade do ar, o Plano de Trabalho submetido pelo professor Dr. Leonardo Hoinaski, supervisor do Laboratório de Controle de Qualidade do Ar (LCQAr) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), com o título “AVALIAÇÃO DO IMPACTO DAS EMISSÕES VEICULARES, QUEIMADAS, INDUSTRIAIS E NATURAIS NA QUALIDADE DO AR EM SANTA CATARINA” foi contemplado no Edital de Demanda Espontânea da FAPESC. O projeto tem o objetivo de estimar o impacto das emissões veiculares, industriais, naturais e de queimadas na qualidade do ar em SC. Esta pesquisa dará subsídios para a elaboração de um sistema de Gestão da Qualidade do Ar em nível estadual. Entre os produtos listados no plano de trabalho, está a elaboração de inventários das emissões industriais, sendo este o tema do presente relatório. O documento apresenta preliminarmente a quantificação das indústrias potencialmente poluidoras, segregados por mesorregiões, municípios e segmento e, ainda, apresenta alguns subsídios para a elaboração do Plano de Controle de Emissões Industriais (PCPI) catarinense. Este documento é o primeiro de uma série de relatórios que serão desenvolvidos ao longo dos seis anos de projeto. O LCQAr se comprometeu em auxiliar na prevenção de impactos na saúde e meio ambiente relacionados à má qualidade do ar em SC. O desafio é complexo e exigirá esforços por parte da comunidade acadêmica, bem como a importante participação de iniciativas públicas e privadas.FAPES

FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA DO CALDO DA CANA: PARÂMETROS OPERACIONAIS DE RESPOSTA NO PROCESSO

Através da constante busca pela redução da dependência do petróleo para fins energéticos, associados aos benefícios ambientais e sócio políticos, destaca-se o etanol como o biocombustível com maior capacidade de inserção no mercado, devido principalmente a variedade de matérias primas renováveis com características químicas capazes de sintetizar esse combustível, e também pela relativa facilidade de operação do processo bioquímico adotado para a produção, definido como fermentação alcoólica. Dessa forma o presente estudo apresenta a resposta de parâmetros significativamente relevantes no processo de fermentação, visando a produção de etanol, adotando como matéria prima o caldo da cana de açúcar

POTENCIAL ENERGÉTICO DOS SUBPRODUTOS VINÍCOLAS NO PLANALTO CATARINENSE

O Planalto Catarinense se caracteriza na produ&ccedil;&atilde;o vin&iacute;cola por meio da fabrica&ccedil;&atilde;o de vinhos finos de altitude, sendo que ap&oacute;s os processos de produ&ccedil;&atilde;o surgem os subprodutos vin&iacute;colas os quais correspondem aproximadamente 20% do peso total de uva, sendo representados principalmente pelo baga&ccedil;o, enga&ccedil;o e semente de uva que s&atilde;o res&iacute;duos de alto potencial energ&eacute;tico. O objetivo do presente estudo &eacute; estimar o potencial energ&eacute;tico destes&nbsp; subprodutos vin&iacute;colas, sendo avaliadas as tecnologias de combust&atilde;o convencional, gaseifica&ccedil;&atilde;o e combust&atilde;o de biog&aacute;s, verificou-se a energia gerada para cada subproduto, analisando que o baga&ccedil;o e a semente proporcionam a maior produ&ccedil;&atilde;o de eletricidade, o baga&ccedil;o por ser o subproduto de maior representatividade e a semente por apresentar um alto poder calor&iacute;fico, o enga&ccedil;o tamb&eacute;m representa um subproduto de alto potencial energ&eacute;tico, no entanto &eacute; utilizado para alimenta&ccedil;&atilde;o de cria&ccedil;&atilde;o animal. Desse modo avalia-se que o mun&iacute;cipio de S&atilde;o Joaquim pode apresentar viabilidade econ&ocirc;mica no aproveitamento destes res&iacute;duos principalmente por sua majoritariedade na produ&ccedil;&atilde;o de uvas vin&iacute;feras na regi&atilde;o