agronomia 1 semestre

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bacharlado em agronomia
 Adriano Matias Epifanio Gemmer
 Marcelo de Camargo
 Renan dos Santos Lirio
BIOMASSA COMO FONTE DE ENERGIA RENOVÁVEL:
Caso do produtor rural Miguel de Quintana - SP
Chapecó-SC
2019
Adriano Matias Epifanio Gemmer
Marcelo de Camargo
Renan dos Santos Lirio
BIOMASSA COMO FONTE DE ENERGIA RENOVÁVEL:
Caso do produtor rural Miguel de Quintana - SP
Trabalho de Agronomia apresentado como requisito parcial para a obtenção de média bimestral na disciplina de Atividades Interdisciplinares
Orientadores: Carlos Roberto da Silva Junior, Aroldo Salviato, Cristiane Mota Leite, Flavia Augusta Cloclet da Silva, Bruna Goncalves de Souza e Maurilio Cristiano Batista Bergamo.
Chapecó-SC
2019
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO	3
2	DESENVOLVIMENTO	4
2.1	BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR	4
2.2	FÍSICA GERAL	5
2.3	QUÍMICA ANALITICA	6
2.4	QUÍMICA GERAL	7
2.4.1	Um pouco mais sobre a história e importância da cana de açúcar	8
2.5	ZOOLOGIA GERAL	9
2.5.1	COMPARATIVO DOS HÁBITOS ALIMENTARES E OS SISTEMAS DIGESTÓRIOS E EXCRETÓRIO DE AVES E SUÍNOS	9
2.5.2	CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL E DOENÇAS EM SERES HUMANOS CAUSADOS POR DEJETOS DE SUÍNOS.	10
2.5.3	PRODUÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DOS DEJETOS DE SUÍNOS.	11
3	CONCLUSÃO	12
REFERÊNCIAS	13
INTRODUÇÃO
A agronomia é um curso de ciências biológicas e exatas, que tem o fundamento de graduar profissionais na área de produção, vegetal e animal, sem mencionar as inúmeras áreas de ação, partindo deste proposito o agrônomo em si deve obter conhecimento em áreas fundamentais que disponham em acrescer o conhecimento e trazer soluções aos meios de produção.
O presente trabalho consiste em abranger as áreas de conhecimento de graduação do curso de Agronomia, desta forma focamos nas áreas de Biologia Celular, Física Geral, Química Analítica e Química Geral, estas quatro áreas estão devem abordadas de forma sucinta, onde serão respondidas questões em forma de atividade textual, os integrantes deste trabalho em grupo, baseados nos assuntos abordados foram atrás de informações aprofundadas de cada área e cada um foi responsável por montar sua justificativa diante do questinamento.
DESENVOLVIMENTO
BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR
O Brasil é o maior produtor de cana de açúcar do mundo, ao lado da Índia, essa super produção de matéria prima resulta em dejetos, dejetos estes que tem se tornado uma grande fonte de biomassa, e que resulta em um grande fornecedor de energia sendo elas elétricas ou de biocombustíveis , o processo ocorre devido a constituição da célula vegetal, a parede da célula vegetam e formada pela membrana plasmática, que consiste basicamente de celulose, hemicelulose e pectina, lembrando que a celulose é formada por ligações de moléculas de glicose, a parede celular pode ser denominada pela seguinte forma, parede celular primaria e secundaria, na parede celular primaria encontramos a estrutura básica, parede de espessura fina e com grande quantidade de composição de agua na sua estrutura em uma porcentagem próxima a 70%, a parede primaria é responsável pela retenção de matérias durante a divisão celular, principalmente no processo de divisão telófase. Já a parede celular secundaria é formada por uma porcentagem menor de água, a um equivalente de aproximadamente 20%, formada também por celulose e hemicelulose, frequentemente esta parede apresenta lignina, sendo este o fator que mais difere as camadas das paredes celulares.
A lignina por sua vez tem seu papel na estrutura da célula, encontrada na parede celular ela dificulta a degradação da célula e o acesso a celulose interna da mesma. A celulose, pura ou isolada, possui propriedades que dificultam a hidrólise, como cristalinidade e alto grau de polimerização (NADERI, 2017), tendo em vista que exista um produto que degrade a lignina teríamos uma aproveitamento desta grande fonte de energia, o grande desafio se encontra no maior aproveitamento da celulose interna das células vegetais, no caso do dejeto da cana de açúcar o desafio se torna maior, a parede celular da cultura se torna resistente em questão de acesso de sua celulose interna, devido a sua organização celular a dificuldade de realizar ações enzimáticas é enorme, para se obter um aproveitamento maiúsculo da celulose a célula deveria deixar o material exposto, mas devido a parede celular resistente e as estruturas presentes o desafio se torna maior, o uso de pré-tratamento acido tem trazido resultados de forma satisfatória, removendo a hemicelulose e modifica a estrutura da lignina, o tratamento consiste na quebra das ligações glicosídicas, que resulta na exposição e da acesso a celulose interna da célula.
FÍSICA GERAL
	Analisem a situação abaixo e utilizem seus conhecimentos para resolverem este problema. Em uma usina (hipotética) geradora de energia a ciclo de vapor convencional, a temperatura do vapor que entra na turbina é de 540 °C ou 813 K. A temperatura do reservatório frio (a água de refrigeração) é de 20 °C ou 293 K. 
Qual é a eficiência máxima possível dessa máquina térmica?
A eficiência máxima possível de uma máquina térmica pode ser calculada pela seguinte fórmula:
h = 1- Q2 
 Q1
Em que: h= Rendimento ou eficiência
 Q1= Temperatura fria (agua de refrigeração)
 Q2= Temperatura quente (vapor)
Logo:
h = 1- Q2 = 1- 813K = 1- 0,36 = 0,64 = 64%
 Q1 293K
Resposta: A eficiência máxima possível dessa máquina térmica é de 64%.
Se a eficiência verdadeira da usina é de 35% (um valor típico), qual será a eficiência de Carnot?
	
Carnot apresentou a possibilidade de interconversão entre calor e trabalho possui restrições para as chamadas máquinas térmicas. O Princípio da Termodinâmica, elaborado em 1824 por Sadi Carnot, é enunciado da seguinte forma: "Para haver conversão contínua de calor em trabalho, um sistema deve realizar ciclos entre fontes quentes e frias, continuamente. Em cada ciclo, é retirada uma certa quantidade de calor da fonte quente (energia útil), que é parcialmente convertida em trabalho, sendo o restante rejeitado para a fonte fria (energia dissipada)
O rendimento da máquina de Carnot é o máximo que uma máquina térmica trabalhando entre dadas temperaturas da fonte quente e da fonte fria pode ter, mas o rendimento nunca chega a 100%. Logo, se a eficiência verdadeira da usina é de 35%, e eficiência máxima possível dessa máquina térmica é de 64%. A eficiência de Carnot 35% de 64. Que pode ser obtida por uma regra de três simples.
64% – 100% (Eficiência Máxima)
 X – 35% (Eficiência verdadeira)
100x = 64.35
X=2240/100= 22,4%
Resposta: Se a eficiência verdadeira da usina é de 35% a eficiência de Carnot dessa usina será de 22,4%.
QUÍMICA ANALITICA
 
Considere os seguintes resultados apresentados na tabela, contendo dados sobre as concentrações de NO2 (mg/Nm3, base seca, a 8% de O2), gerados a partir da queima de biomassa a partir do bagaço de cana-de-açúcar. 
Tabela 1: Concentração de NO2.
	Réplica
	 1
	 2
	 3
	 4
	 5
	[NO2]
	348,30
	354,75
	350,20
	351,50
	350,15
Calcule a média, a estimativa do desvio padrão e o desvio padrão relativo porcentual dos dados. Verifique se o valor médio está de acordo a especificação da Resolução Conama 382 de 2006, que estabelece um limite de emissão de 350,00 mg/Nm3 de NO2.
Resposta: O valor médio está em desacordo com a especificação que estabelece um limite de emissão de 350,00 mg/Nm3, pois é maior que esse valor. 
A média é a soma dos valores das amostras dividida pelo número de amostras: Então temos que a Média = (348,30+354,75+350,20+351,50+350,15) /5 = 350,98. 
Para o cálculo do desvio padrão: 1º passo é subtrair da amostra a media; 2º passo elevar o resultado ao quadrado e por final 3º passo somar os valores.
 Passo 1 Passo 2 
348,30 348,30-350,98=-2,687,18 
354,75   354,75-350,98=-3,77   14,21
350,20 350,20-350,98=-0,78 0,61
351,50 351,50-350,98=+0,52 0,27
350,15 350,15-350,98=-0,83 0,69
Soma dos valores: 7,18+14,21+0,61+0,27+0,69 = 22,96.
Passo 4 Dividir pelo número de amostras - 1: 22,96/4=5,74
Passo 5 obter a raiz quadrada do valor obtido no passo 4: √5,74 = 2,40.
A estimativa do desvio padrão e 2,40.
O coeficiente de variação (CV) ou o desvio padrão relativo (DPR) é definido como a razão do desvio padrão pela média:
CV = 2,4/350,98=6,84x10⁻³
O valor médio está acima da resolução do Conama de 350,00, sendo 350,98mg/Nm3.
QUÍMICA GERAL
Supondo que os resíduos da cana-de-açúcar apresentam fórmula molecular genérica C20H42 responda:
a) Represente a reação química balanceada de combustão desse resíduo.
Resposta: A equação química balanceada é a seguinte 
2 C20H42 + 61 O2 ⇒ 40 CO2 + 42 H2O
b) Determine a taxa de produção de CO2 pelo sistema quando a taxa de queima é de 20 kg do resíduo por hora, considerando que a reação estequiométrica ocorre completamente e que todo o combustível é consumido ao final do processo.
Resposta: Determinando a taxa de produção de CO2 pelo sistema quando a taxa de queima é de 20 kg do resíduo por hora, considerando que a reação estequiométrica ocorre completamente e que todo o combustível é consumido ao final do processo, então temos que a taxa de produção de CO2 é de 62,4 Kg/h. Temos que 2 mols de resíduo geram 40 mols de CO2. Como a massa molar do resíduo é de 282 g/mol e do gás carbônico é de 44 g/mol, ou seja 2.(282) g de resíduo ------ 40.(44) g de CO2 20 Kg de resíduo/h ----- x x =  62,4 Kg de CO2/h. 
c) Quando são adicionados 2000 litros (CNTP) de oxigênio molecular por hora para combustão do resíduo, qual é o reagente limitante e qual é o reagente em excesso? 
Resposta: O gás oxigênio seria o reagente limitante e o resíduo, o reagente em excesso, porque na CNTP, cada mol de gás ocupa 22,4 L. Como será injetado 2.000 L de gás oxigênio por hora, isso significa a injeção de 89,3 mol/h do mesmo, segundo a reação, 2 mols de resíduo reagem com 61 mol de gás oxigênio. Logo, para processar 20 Kg de resíduo/h, sendo assim o gás oxigênio seria o reagente limitante e o resíduo, o reagente em excesso. 
d) Relacione as propriedades dos estados físicos da matéria em relação aos reagentes e produtos da reação de combustão.
Resposta: A relação seria que o resíduo é sólido, enquanto que o gás oxigênio, gás carbônico e água são gasosos.
Um pouco mais sobre a história e importância da cana de açúcar
A cana de açúcar surgiu na ilha de Nova Guiné, no meio do oceano pacífico e se espalhou para o mundo gradualmente, junto com a migração humana. No Brasil a cana-de-açúcar só chegou em 1520, logo após os portugueses, desde que chegou junto com as caravelas tornou um dos mais importantes cultivos desenvolvidos no Brasil. O ciclo da cana-de-açúcar foi a primeira atividade economicamente organizada do Brasil. A recente busca por combustíveis renováveis que substituam o petróleo e que não sejam tão agressivos ao meio ambiente faz da cana-de-açúcar um produto de importância global na procura por um desenvolvimento mais sustentável. 
Ela é uma planta perenial, que pertence a família dos capins (Grass Family), gramineae. Na qual inclui mais de 5000 espécies, constituída por 4 partes principais, que são: Raízes, Talho, Folhas e Flores. Sendo que as raízes têm a função de absorver as substâncias nutritivas do solo para servir de alimento para a planta, o talho é a parte mais importante da planta, constitui o fruto agrícola da mesma, nele se encontra armazenado o açúcar, dos nós do talho brotam-se as folhas variando a cor conforme sua espécie, as flores se desenvolve a partir do último entrenó.
O cultivo de cana de açúcar está limitado fundamentalmente por dois componentes ecológicos: o clima e o solo. A cana de açúcar para o seu desenvolvimento requer um clima cálido e húmido com uma temperatura de 23ºC, os melhores rendimentos são obtidos nos climas tropicais. Para a formação dos canaviais são preferíveis os solos aluvionais, localizados nas baixadas, planos, profundos, porosos e férteis. Solos ácidos ou salinos não servem. Alguns pesquisadores concluíram que a produtividade dessa cultura é excelente quando cultivada em solos com pH entre 7 e 7,3. Segundo a Emater-PA, a cana se desenvolve bem em solos de pH 5,5 a 6,5 e exige correção em caso dos solos mais ácidos. O importante é sempre deixar o terreno limpo, a cobertura morta traz benefícios a planta age contra as altas temperaturas e os ventos, que ressecam os terrenos, além disso, protege o solo contra a erosão. Ela é exigente quanto a umidade ela precisa de 1 500 mm de chuvas anuais.
 	Em questão de adubação é necessário analisar o solo para saber quais suas características e os elementos carentes. Em algumas experiências demonstraram que a cana-de-açúcar é muito exigente em elementos minerais sendo que as plantas necessitam de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, potássio, zinco, cobre, ferro, manganês, boro, vanádio e cloro, a adubação verde é fundamental para recuperar solos de baixa fertilidade e elevar a produtividade da mesma, assim como os corretivos químicos também são importantes para a correção do solo.
Além do açúcar e do álcool, a cana-de-açúcar também gera importantes subprodutos, como o bagaço utilizado na geração de eletricidade, torta e vinhaça que são utilizados na adubação dos canaviais, entre inúmeros outros produtos farmacêuticos, alimentícios, químicos etc. Frente à alta de preços dos combustíveis fósseis e às pressões por fontes alternativas renováveis de energia, o etanol brasileiro é hoje um dos focos das políticas internacionais para o desenvolvimento sustentável, devido também à sua alta eficiência e baixo custo de produção.
ZOOLOGIA GERAL
COMPARATIVO DOS HÁBITOS ALIMENTARES E OS SISTEMAS DIGESTÓRIOS E EXCRETÓRIO DE AVES E SUÍNOS
As aves são animais vertebrados, endotérmicos, com hábitos alimentares variados, variando seu alimento de acordo com sua espécie, há algumas que são herbívoras sobrevivem de sementes, frutas, néctar etc. Há também as carnívoras que se alimentam de outras aves e carniça que encontram na natureza. As onívoras consomem uma alimentação variada. 
As aves ingerem seu alimento através do bico córneo, o sistema digestório da maioria das aves é constituído por esôfago, papo, proventrículo, moela, intestino e cloaca.  É no papo que o alimento ingerido pelo animal será armazenado e amolecido, após serem amolecidos no papo, os alimentos vão para o proventrículo, também chamado de estômago químico ali o alimento é misturado a enzimas digestivas e encaminhado para o estômago mecânico, conhecido como moela, ali acontece o trituramento dos alimentos, o intestino grosso desses animais é curto e termina na cloaca, local onde também são lançados os ductos do sistema reprodutor e excretor. 
As aves são animais que têm como seu principal excreta o ácido úrico, esse excreta é retirado do sangue por meio dos rins e de lá é conduzido diretamente à uretra, onde é eliminado pela cloaca. Esses animais não apresentam bexiga urinária e a ausência desse órgão é uma das suas adaptações para o voo.
 Já os Suínos são mamíferos Artiodáctilos Suiformes que possuem corpo comprido lateralmente, cabeça quase cônica, cauda fina, orelhas retas, pequenos olhos fendidos obliquamente e membros livres. Os suínos são onívoros no mais amplo sentido da palavra, comem de tudo: raízes, vegetais diversos, insetos e suas larvas, caramujos, vermes, lagartos, ratos e até peixes. Não desprezam nem mesmo as carniças, e quando presos em chiqueiros se alimentam da ração. 
O aparelho digestivo dos suínos é uma estrutura tubular e é formado pelos seguintes órgãos: Boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado, intestino grosso, órgãos acessórios, a digestão ocorre através da ação das enzimas digestivas presentes nas secreções salivares, gástricas, pancreáticas e entéricas, e através da ação de algunsmicrorganismos que habitam o trato gastro intestinal. É na faringe que ocorre a passagem comum de alimento e ar, caudal às cavidades oral e nasal, sendo revestida por mucosa e circuncidada por músculo. A principal função é a deglutição. O esófago é um tubo muscular oco que conduz os alimentos até o estômago para dar início ao processo digestivo. No esôfago existem glândulas produtoras de muco, que auxiliam a lubrificação do bolo alimentar associada a movimentos peristálticos deste órgão, que propele o alimento até o estomagado, chegando no estômago vai ocorrer o armazenamento, a mistura do alimento, ou seja o início da digestão, até então quando ele liberar de maneira controlada, para o intestino delgado, grosso, a parte final do sistema digestório acontece no anu.
CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL E DOENÇAS EM SERES HUMANOS CAUSADOS POR DEJETOS DE SUÍNOS.
Na atualidade com os sistemas produtivos modernos mostram um aumento de escala de produção, mas isso vem trazendo uma série de problemas ambientais, e pra saúde humana, devido à alta produção de resíduos que normalmente são depositados no solo, escoando até muitas vezes para os rios, sem a menor preocupação de tratamento, o que causa um grande impacto sobre a biota; Favorecem o crescimento de microrganismos; Diminuição do oxigênio da água; Presença de maus odores; Aparecimento de insetos e roedores. 
Os suinocultores precisam alimentar os animais com rações com alta concentração de nutrientes, sendo que o nitrogênio, fósforo e os micro minerais, como o zinco e o cobre são os principais componentes poluentes dos dejetos de suínos. Já os dejetos de aviculturas contem altas concentrações de N, P, K, Cu, Zn e a decomposição dos resíduos ocorre de forma rápida, afetando os recursos hídricos, o ar e o solo, e a contaminação do lençol freático, os contaminantes do ar mais comuns nos dejetos são: amônia, metano, ácidos graxos voláteis, H2S, N20, etanol, propanol, dê metil sulfidro e carbono sulfidro. A emissão de gases pode causar graves prejuízos nas vias respiratórias do homem e animais, bem com a formação de chuva ácida através de descargas de amônia na atmosfera, além de contribuírem para o aquecimento global da terra. 
O correto seria tratar todo o dejeto acumulado em esterqueira ou em bioesterqueiras antes de ser largado no solo. Há várias formas de descartes como a Compostagem que é um processo de degradação aeróbia da matéria orgânica e a Biodigestão anaeróbia ocorre em câmaras fechadas, para que os organismos degradem a matéria orgânica.
PRODUÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DOS DEJETOS DE SUÍNOS.
O uso do biodigestor na propriedade rural além da valorização dos ganhos ambientais o sistema poderá ser viável para Miguel, com o uso do biodigestor além da produção do biofertilizante pela fermentação dos dejetos, pode-se utilizar o biogás resultante do processo de fermentação como combustível em diversos processos. Com a utilização do biofertilizante como fonte de nutrientes para a adubação de culturas nas propriedades, estará diminuindo a utilização dos fertilizantes químicos industriais. Com a fermentação adequada dos dejetos através dos biodigestores estamos diminuindo o poder de poluição do dejeto dos suínos no nosso meio ambiente reduzindo os riscos ambientais da atividade no meio rural, e ainda produzindo energia. Para que isso possa acontecer deverá ter o envolvimento de toda a sociedade desde o início da cadeia produtiva até o próprio consumidor final, os dejetos de suínos, usados nos biodigestores quando submetidos à digestão anaeróbica. 
Com o processo de fermentação anaeróbica existe a formação de um gás chamado de biogás que pode ser utilizado em uma propriedade rural como fonte de energia, para inúmeras finalidades desde a utilização doméstica, uso em motores e até na transformação em energia elétrica por meio de geradores de energias movidos a biogás.
CONCLUSÃO
Após elaboração do trabalho o grupo apresentou respostas objetivas de cada assunto abordado, sem aprofundar-se e perder o foco o trabalho abrangeu as origens dos problemas e expos suas ideias com base em pesquisas feitas em fontes dos meios de comunicação. Findando o presente trabalho obteve-se uma perspectiva boa de como realizar um trabalho em grupo e além disso da importância das áreas abordadas na constituição da grade de formação de um agrônomo. 
Todos os assuntos de exatas e biológicas abordados estão relacionados aos metabolismos vegetais, animais e geológicos, e estão servindo como base para um entendimento futuro nas áreas de aplicação e ação.
REFERÊNCIAS
BRUTTI, Paola. Poluição do solo por dejetos de animais (suínos e aves). Slideshare,2015. Disponível em:<https://pt.slideshare.net/paolahbrutti/poluio-do-solo-por-dejetos-de-animais-suinos-e-aves>. Acesso em: 14 de out. De 2019.
LOUREDO MORAES, Paula. Sistema digestório das aves. Alunosonline. Disponível em:<https://alunosonline.uol.com.br/biologia/sistema-digestorio-das-aves.html> Acesso em: 07 de out. De 2019.
Suínos – Anatomia, habitat, alimentação – Resumo – Tudo sobre suínos. cienciasresumos, 2018. Disponível em:<https://www.cienciasresumos.com.br/animais/suinos/> Acesso em: 04 de out. De 2019.
LOUREDO MORAES, Paula. Excreção e coordenação das aves. Mundo educação. Disponível em: <https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/excrecao-coordenacao-das-aves.htm> Acesso em: 14 de out. De 2019.
BRUTTI, Paola. Poluição do solo por dejetos de animais (suínos e aves). Slideshare,2015. Disponível em:<https://pt.slideshare.net/paolahbrutti/poluio-do-solo-por-dejetos-de-animais-suinos-e-aves>. Acesso em: 14 de out. De 2019.
 
KAIBER, Ivan Roberto. A viabilidade da implantação de um biodigestor para produção de energia e biofertilizante através de dejetos de suínos em uma propriedade. Disponível em: <http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/4535/1/MD_GAMUNI_201_42.pdf> Acesso em: 11 de out. De 2019.
https://repositorio.unesp.br/bitstream/handle/11449/153394/shimizu_fl_me_rcla.pdf;jsessionid=020C579296CB5781E6648528D97269F7?sequence=5 Acesso em: 19 de out. De 2019.
https://www.novacana.com/cana/producao-cana-de-acucar-brasil-e-mundo Acesso em: 19 de out. De 2019.
http://www2.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas_par2_cap4.pdf Acesso em: 19 de out. De 2019.
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/parede-celular.htm Acesso em: 19 de out. De 2019.
Cana-de-açúcar. Portal São Francisco. Disponível em: <https://www.portalsaofrancisco.com.br/historia-do-brasil/cana-de-acucar> Acesso em: 16 de out. De 2019.
Produção de cana-de-açúcar. Agric. Disponível em: < http://www.agric.com.br/producoes/cultivo_da_cana.html> Acesso em: 15 de out. De 2019.