Formulação de betão autocompactável com resíduos de pedreiras do Alentejo: Aproveitamento de resíduos no fabrico do betão

Os betões autocompactáveis (BAC) são betões que se definem pela capacidade de fluir no interior das cofragens, preenchendo-as e envolvendo as armaduras só por acção do seu próprio peso, sem bloqueio dos agregados e mantendo-se homogéneo em todo o seu volume. As adições activas do tipo II nomeadamente as cinzas volantes, utilizadas na fabricação do BAC irão escassear no futuro pelo facto de provirem da queima do carvão da qual resulta uma quantidade elevada de C02. Para minimizar estas emissões, o carvão começa a ser substituído por gás natural. Mas, como o BAC necessita duma grande quantidade de finos, há necessidade de encontrar outros subprodutos que a substituam. Tendo em conta o que atrás se afirma introduziram-se na fabricação do BAC resíduos de pedreira do Alentejo, identificaram-se as suas características no estado fresco e no estado endurecido. Este estudo teve também em conta o factor económico da sua produção. /ABSTRACT: Self-Compacting (SCC) is concrete which may be defined by the ability to flow inside the formwork, filling them and involving the reinforcements only by action of its own weight, without blocking and maintaining uniformity throughout its volume. Type II additions, as fly ash, are used in the manufacture of SCC. The supply of fly ash in the future will be difficult because they come from the burning of coal resulting in a high amount of C02. To minimize these emissions, coal is being replaced by natural gas. But, as the BAC requires a large amount of fine materials, the formulation of SCC requires other fine products. Having this in mind, the use of waste from Alentejo quarries in concrete was tested. The characteristics of SCC with waste material were identified in fresh and hardened state. This study also took into account the economic factor of production.

Percurso profissional. Destaque para a análise da produção de resíduos urbanos no Alentejo Central - portugal e utilização do modelo DEA na definição da meta da recolha seletiva

Neste trabalho de Projeto efetua-se o desenvolvimento do tema da produção de Resíduos Urbanos (RU) no Alentejo Central, utilizando-se o modelo DEA (Data Envelopment Analysis) para a análise das metas da recolha seletiva estabelecidas para 2020. Genericamente, quanto maior é o grau de desenvolvimento económico de um território, maior é a taxa de urbanização e maior é também a quantidade de resíduos urbanos produzidos por habitante. O rendimento e a urbanização são variáveis altamente correlacionadas, quando aumenta o rendimento disponível e os padrões de vida, aumenta também o consumo de bens e serviços de modo correspondente, o que leva ao aumento da quantidade de resíduos gerados. Assim, tendo em conta os impactos locais que os RU abandonados trazem, e com o objetivo de quebrar o elo entre crescimento económico e os impactos ambientais associados à produção de resíduos, são implementadas, nos países com elevados níveis de desenvolvimento, políticas baseadas em modelos integrados de gestão de RU que permitem a recuperação, reciclagem e valorização dos materiais, reservando-se a eliminação (deposição em aterro) para frações não valorizáveis, o que gera empregos e riqueza. Em Portugal vigora o Plano Estratégico para os Resíduos Urbanos (PERSU 2020) que define objetivos e metas nacionais, nomeadamente a meta da recolha seletiva, estabelecendo para 2020 um quantitativo nacional mínimo a recuperar de 47 kg por habitante por ano. Deste modo, importa caracterizar, para o período de 2002 a 2012, como evoluiu a produção de RU em comparação com a evolução do PIB em Portugal. A análise foca-se então na produção de RU na região do Alentejo em particular no Alentejo Central que evidencia um elevado nível per capita em comparação com o resto do país, situando-se mesmo acima das regiões do grande Porto e Lisboa. São apresentadas possíveis razões para o registo destes elevados níveis de produção de RU não se conseguindo, no entanto, avançar com evidências. Como o modelo DEA é utilizado no PERSU 2020 para fundamentar a projeção das metas da recolha seletiva por sistema de gestão de resíduos urbanos, fez-se a sua reprodução, o que permitiu uma análise mais detalhada dos dados e o ensaio de novos resultados considerando, para além do nível de produção de RU, o numero de equipamentos de deposição de recolha seletiva como input do modelo; Abstract: Title of the report: Professional career. Emphasis on the analysis of urban waste production in Alentejo Central - Portugal and the use of the DEA in defining the separate collection target This professional report presents the theme of the Urban Waste (UW) production in Central Alentejo, using the DEA (Data Envelopment Analysis) to analyse the target set for selective collection in 2020. Generally, the higher the degree of economic development of a region, the greater the rate of urbanization and the greater also the amount of municipal waste produced per capita. The variables income and urbanization are highly correlated, if you have an increase in the disposable income and living standards, the consumption of goods and services will increase accordingly, which leads to the increase of the amount of produced waste. Thus, taking into account the local impact that the abandoned UW brings, and in order to break the link between economic growth and the environmental impacts associated with the production of waste, countries with high levels of development implement policies based on integrated UW management models that allow the recovery, recycling and valorisation of materials, restricting the disposal (landfill) to non-recoverable fractions, which creates jobs and wealth. Portugal established a national strategic plan for Urban Waste (PERSU 2020) which defines the goals and national targets, including the selective collection target stating for 2020 a minimum recover of 47 kg per capita per year. Then it is relevant to characterize and compare the evolution of UW production and GDP in Portugal for the period 2002 to 2012. The analysis then focuses on the production of UW in Alentejo, particularly in Central Alentejo region, which shows a high per capita level compared to the rest of the country, placed just above the Greater Porto and Lisbon region. Then we explore several possible reasons for this high level of UW production in this region, but none is successful in producing strong evidence. As the DEA is used in PERSU 2020 to support the projection of the selective collection targets for the municipal waste management systems, in this report we develop the model, which allowed access to the data and a more detailed analyse. Then we introduce and test a new input, the number of separate collection deposition equipment, which gives new results that are compared with the original ones.

Preparação, caracterização e modificação de adsorventes para remoção de pesticidas de águas

O objectivo principal deste trabalho de mestrado consistiu em avaliar a potencial utilização de materiais adsorventes, nomeadamente, de carvões activados (AC) preparados por activação química com KOH, a partir de PET reciclado, e de materiais com estrutura mesoporosa ordenada, do tipo MCM-41 e SBA-15, na remoção de ácido 4 - cloro - 2 - metilfenoxiacético (MCPA) e de azul de metileno (MB), presentes nas águas. Nesta tese apresentam-se estudos de preparação e caracterização de materiais micro e mesoporosos e também estudos de avaliação da capacidade adsortiva em fase líquida. Prepararam-se três materiais microporosos, nomeadamente, PET-2-700, PET-2-700ox (AC oxidado) e PET-2-700red (AC reduzido), dois materiais constituídos exclusivamente por mesoporos, Si-MCM-41 e Ti-MCM-41-50 e dois materiais contendo maioritariamente mesoporos, mas que também possuem alguma microporosidade, tais corno, Si-SBA-15 e Ti-SBA-15-50. A caracterização textural dos adsorventes foi inferida por adsorção de azoto a 77K e por de difracção de raios X. Recorreu-se a três métodos de análise das isotérmicas, nomeadamente, Dubinin-Radushkevich, Brunauer-Ernrnett-Teller e alfa-s (as). A caracterização química dos AC foi realizada recorrendo-se a técnicas de análise elementar (AE) e espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR) e à determinação do ponto de carga zero. Os três carvões activados possuem valores de área superficial externa idênticos, o PET-2-700 possui o maior volume microporoso e o PET-2-700ox exibe o maior diâmetro de poros. Por outro lado, o PET-2-700ox possui um carácter fortemente ácido, o PET-2-700 exibe carácter ligeiramente ácido e o PET-2-700red apresenta propriedades ligeiramente alcalinas. Com base na AE, todas as amostras possuem percentagens de carbono elevadas, sendo que o PET-2-700red apresenta o valor mais elevado. Os resultados obtidos para a caracterização estrutural dos revelaram a obtenção de materiais mesoporosos de alta qualidade, definida pela elevada regularidade e uniformidade da estrutura porosa. A análise dos parâmetros de caracterização textura! permitiu inferir que os quatro materiais mesoporosos possuem valores de área superficial elevados, e que os materiais SBA-15 apresentam valores de volume poroso total e de tamanho de poros superiores aos manifestados pelos MCM-41. A incorporação de titânio não conduziu a uma perda significativa de qualidade dos materiais substituídos em relação às correspondentes amostras de sílica. Efectuaram-se estudos de adsorção em fase líquida de forma a avaliar a possível aplicação dos vários adsorventes na remoção de MCPA e de MB de efluentes líquidos. concluiu-se que o tempo de equilíbrio de 72 horas seria adequado e que a capacidade de adsorção dos vários AC era superior em meio ácido. Com base nas isotérmicas de adsorção do MCPA e do MB e na aplicação da representação de Langmuir e de Freundlich, foi possível concluir que o PET-2-700 possui a maior capacidade de adsorção do MCPA, 1.42 mmol/g, enquanto que o PET-2-700ox revelou a maior capacidade de adsorção do MB, 1.43 mmol/g. Na realidade, os materiais microporosos estudados apresentaram percentagens de remoção elevadas, tanto do MCPA como do MB. Relativamente aos materiais mesoporosos ordenados preparados neste trabalho, a percentagem de remoção de para os poluentes em estudo foi relativamente baixa, constatando-se que nesta fase dos estudos não constituem uma alternativa viável à utilização dos AC. No entanto, uma funcionalização criteriosa dos mesmos pode eventualmente proporcionar um aumento da capacidade adsortiva. ABSTRACT: The work presented in this master thesis, consisted of evaluating the potential use of different adsorbents materials, like activated carbon (AC) prepared by chemical activation with KOH, from recycled poly (ethylene terephthalate) (PET) and materials with ordered mesoporous structure such as MCM-41 and SBA-15, for removing acid 4-chlorine-2-metilfenoxiacétic and methylene blue from aqueous phase. We had prepared three microporous materials, PET-200-700, PET-2-700ox (AC oxidized) and PET-2-700red (reduced AC), two materials consisting exclusively of mesopores, Si-MCM-41 and Ti-MCM-41-50 and two materials containing mainly mesopores, but also having some microporosity, such as Si-SBA-15 and Ti-SBA-15-50. The textural characterization of the adsorbents was inferred by nitrogen adsorption at 77K and X-ray diffraction. Three methods were used to analyse the isotherms, namely, Dubinin-Radushkevich, Brunauer-Emmett-Teller and alpha-s (as). The chemical characterization of AC was performed using the elementary analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and determination of the point of zero charge. Concerning the AC, the three present almost the same externa! surface area, PET-2-700 has a high micropore volume and PET-2-700ox shows the largest pore size diameter. On the other hand, PET-2-700ox had a strong acid character, PET-2-700 exhibits just a slightly acid character and PET-2-700red presents alkaline properties. The AE analysis allows confirming the high carbon content of theses AC, with PET-2-700red exhibiting the highest carbon proportion. The results from the structural characterization of the mesoporous materials, had disclosed the attainment of materials with high quality, defined by the raised regularity and uniformity of the porous structure. The analysis of the textural parameters allowed inferring that the four studied mesoporous materials possess high superficial area. The SBA-15 type materials present higher values of total porous volume and pores size diameter as the MCM-41. Also, the titanium incorporation did not lead to a significant loss of quality of the materials substituted in relation to the corresponding silica samples. The adsorption studies in liquid phase allow evaluating the possibility of using the different adsorbents for the MCPA and the MB removal. The kinetic studies had allowed to state the equilibrium time as 72 hours and a higher adsorption capacity was achieved in an acid medium. The influence of the pH of the medium, on the MCPA adsorption was evaluated. The MCPA and MB isotherms were analysed based on the Langmuir and Freundlich equation, the representations presented an excellent linearity, indicating the applicability of these equations to these systems. Also, it allows concluded that PET-2-700 had a higher adsorption capacity for MCPA, 1.42 mmol/g, and PET-2-700ox had a higher adsorption capacity for MB, 1.43 mmol/g. The AC used presented high removal percentages for MCPA and MB. Concerning the mesoporous materials prepared in this work, the percentage removal for the pollutants in study was relatively low, and evidencing that at the moment these mesoporous materials do not constitute a viable alternative to the AC. However, an astute funcionalisation of the same ones can, eventually provide an increase of the adsorption capacity.