Determinação do azoto total num adubo (nitrato de cálcio e amónio) por termogravimetria

A acentuada diminuição da área arável per capita nas últimas décadas exige uma maior produtividade para os terrenos agrícolas. O acréscimo na produtividade é em parte conseguido pelo uso de adubos orgânicos e/ou inorgânicos. O consumo e consequente produção de adubos acompanham a tendência ditada pela necessidade de maximizar a produção agrícola. Recentes normas europeias exigem um controlo de qualidade rigoroso para os adubos em geral e em particular para os que tem um elevado teor em azoto. Para o nitrato de cálcio e amónio (NCa), essencial para a cultura de cereais, os teores em azoto nítrico e amoniacal tem de ser rigorosamente controlados dado que o nitrato de amónio pode ser usado na produção de explosivos. Na indústria o controlo de qualidade do NCa é feito por técnicas de análise volumétrica morosas e dispendiosas. Com o objectivo de seleccionar uma técnica mais expedita para o controlo de qualidade do NCa, várias amostras (sólidos granulares) comercializadas em Portugal e algumas de origem nórdica foram caracterizadas por difracção de raios x, espectroscopia do infravermelho por reflectância e termogravimetria. Todas as amostras foram previamente peneiradas de forma a obter a sua distribuição granulométrica. A difracção de raios X confirmou que as amostras eram semi-cristalinas, o que era previsível em face do processo de produção. A baixa cristalinidade não permitiu o cálculo dos parâmetros da rede cristalina que indicariam, ou não, a formação do sal duplo. A espectroscopia do infravermelho permitiu a identificação das bandas correspondentes aos dois nitratos. Os resultados da termogravimetria permitiram identificar os processos de desidratação e de decomposição dos dois nitratos. Numa só análise foi possível quantificar a água de cristalização, o azoto nítrico, o azoto amoniacal e o teor em CaO das amostras. Os resultados obtidos por termogravimetria mostraram elevada coerência com os análogos obtidos pelas técnicas clássicas de análise volumétrica. O teor em água de cristalização, obtido por TG, concorda com a estequiometria prevista para o nitrato duplo de cálcio e amónia (10 moléculas de água de hidratação). As réplicas efectuadas mostraram excelente reprodutibilidade da análise termogravimétrica das amostras de NCa. Não obstante o investimento inicial necessário, a termogravimetria afigura-se uma solução expedita para o controlo de qualidade do NCa na indústria.

Produção de biodiesel a partir de matérias-primas ácidas e de gorduras animais

A produção de energia a partir de fontes renováveis tornou-se num objectivo essencial para a sustentabilidade económica, social e ambiental do mundo actual. O biodiesel é uma dessas fontes renováveis que pode substituir o diesel fóssil. A principal via de produção do biodiesel é através de uma reacção de transesterificação de óleos vegetais, óleos alimentares usados ou gorduras animais por reacção com um álcool na presença de um catalisador alcalino. Contudo, a utilização de matérias-primas com um teor em ácidos gordos livres superior a cerca de 4% (8mg KOH/g óleo) inviabiliza a possibilidade de efectuar directamente a reacção de transesterificação básica das gorduras e obriga à realização de um pré-tratamento para redução da acidez inicial da amostra. Assim, este trabalho teve como principal objectivo estudar a possibilidade de produzir diesel a partir de matérias-primas alternativas como as gorduras vegetais com elevados teores em ácidos gordos livres após esterificação com glicerina e uma gordura animal de baixa acidez, conseguindo-se assim a valorização de um resíduo e ao mesmo tempo a diminuição do custo de produção do biodiesel. Após ensaios preliminares, a esterificação com glicerina foi estudada aplicando a metodologia do planeamento factorial dos ensaios. Nos ensaios preliminares foi analisado o efeito da temperatura, da percentagem de catalisador, da velocidade de agitação, da percentagem de excesso de glicerina e do tipo de catalisador na acidez da amostra. Os resultados obtidos mostraram que é possível reduzir o índice de acidez de 30% (60 mg KOH/g gordura) para 8% (4 mg KOH/g gordura) trabalhando a 220° C, 10% de excesso de glicerina e 0,2% de catalisador (zinco) em apenas 90 minutos de reacção. A transesterificação básica do produto obtido na esterificação com glicerina não permitiu produzir um biodiesel que cumprisse a Norma Europeia de qualidade do biodiesel no que diz respeito à pureza, acidez e teor em água. De facto, nas condições mais favoráveis, que corresponderam à utilização da razão molar de metanol/gordura de 12:1 e 1% de catalisador, foi possível produzir um biodiesel com um teor em ésteres metílicos de 94.7% e 1.1% de ácidos gordos livres. Por último, os ensaios de transesterificação com a gordura animal mostraram que estas gorduras são uma matéria-prima com grandes potencialidades para serem utilizadas na produção de biodiesel. Assim, utilizando condições operatórias idênticas às utilizadas para os óleos virgens (0.6% de metóxido de sódio catalisador e uma razão molar de metanol de 6:1) foi possível produzir em apenas 30 minutos de reacção um biodiesel com um teor em ésteres superior a 98%.

Avaliação de estruturas de madeira em serviço: caso de estudo da Ermida da Ascensão de Cristo

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Edificações

Determinação de aditivos alimentares nos novos refrigerantes à base de água mineral

Os aditivos alimentares desempenham um papel vital na indústria alimentar moderna e são geralmente utilizados na manutenção da qualidade e das características dos alimentos, promovendo desta forma a segurança alimentar. Para garantir o consumo seguro de alimentos com aditivos, os Estados Membros da União Europeia devem estabelecer um sistema regular de vigilância para monitorização desse consumo. No sentido de obter essa informação, é necessário aplicar métodos de análise robustos de modo a quantificar os níveis dessas substâncias numa larga variedade de matrizes alimentares. O presente trabalho teve como objectivos: a determinação analítica do tipo e do teor de aditivos alimentares nos novos refrigerantes à base de água mineral através de um método de HPLC baseado na norma EN 12856, a validação do método analítico para a quantificação dos edulcorantes (acessulfame K, aspartame e sacarina) e dos conservantes (ácido sórbico e ácido benzóico) e a comparação dos resultados obtidos com os valores máximos permitidos pela legislação portuguesa. Dos refrigerantes à base de água existentes no mercado português, foram analisadas 34 amostras de diferentes marcas, para determinação do tipo e teor de aditivos. Na validação da metodologia foram avaliados os seguintes parâmetros: gama de trabalho, linearidade, sensibilidade, limite de detecção (LD), limite de quantificação (LQ), precisão (repetibilidade e precisão intermédia) e exactidão. Relativamente à análise dos edulcorantes, verificou-se a presença do acessulfame K em 12 refrigerantes numa concentração que oscilou entre 34 e 94 mg/L. O aspartame foi encontrado apenas em 5 amostras num intervalo de concentração de 36 a 159 mg/L e a sacarina não foi detectada. No caso dos conservantes, o ácido sórbico foi encontrado em 19 dos refrigerantes numa gama de concentração entre 109 e 283 mg/L enquanto que o ácido benzóico, presente em 18 amostras, apresentou um teor que variou entre 91 e 143 mg/L. Observou-se ainda que o teor de cada um dos aditivos nos diferentes refrigerantes não excedeu o limite máximo legislado.

Teor crítico de cloretos para iniciação da corrosão do aço no betão

Este trabalho tem como objectivo a determinação do teor crítico de cloretos no betão, ou seja, o teor de cloretos à profundidade da armadura que é necessário para sustentar uma quebra localizada do filme de passivação e, por isso, iniciar a corrosão activa. Uma vez que não existe consenso quanto ao seu valor, este trabalho pretendia dar um contributo no estudo deste parâmetro, utilizando um procedimento que modele realisticamente a corrosão das armaduras em estruturas de betão armado expostas directamente a água do mar. Realizaram-se três séries de testes com cimentos de fontes diferentes. Utilizaram-se varões nervurados e incorporados no betão. Os iões cloreto foram introduzidos por absorção capilar e difusão e a despassivação foi detectada por medição do potencial de corrosão do aço. O teor crítico de cloretos foi determinado em relação à massa de cimento por titulação potenciométrica obtendo-se para a amassadura 1 um intervalo entre 1.0% e 1.6%, para a amassadura 2, um teor entre 0.5% e 0.9% e para a amassadura 3 obtiveram-se teores críticos entre 0.6% e 1.0%. Comparando com o teor máximo de cloretos definido pela norma NP EN 206-1, 0.4%, conclui-se que este valor não é conservador e é um valor para o qual efectivamente ainda não se iniciou a corrosão por cloretos podendo ser utilizado em modelos de previsão do início da corrosão das armaduras. Verificou-se que a não protecção dos varões nas amassaduras, principalmente na amassadura 1, levam a uma maior acessibilidade de oxigénio, provocando “crevice” e corrosão na armadura exposta ao ar, levando a teores críticos de cloretos erróneos. Efectuaram-se registos fotográficos e observações à lupa das armaduras bem como micrografias em MEV e microanálises por dispersão de Raios-X no betão adjacente à armadura. Verificou-se a existência de produtos de corrosão na armadura os quais continham iões cloreto.

Eletrólise da água para produção de gás de síntese

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica Ramo de Processos Químicos

Desenvolvimento de uma ferramenta de cálculo para determinação da pegada de água

As crescentes preocupações ambientais relativamente à escassez de água levaram a uma reflexão da utilização da água por parte dos utilizadores domésticos e empresas. Neste âmbito, o objectivo final deste trabalho foi a elaboração de uma ferramenta de cálculo para a determinação da Pegada de Água para a população portuguesa. A calculadora foi desenvolvida para que, de uma forma simples, um cidadão possa determinar a sua Pegada de Água através da resposta a algumas questões, sendo, posteriormente apresentadas soluções para reduzir essa Pegada. Esta calculadora visa ser colocada numa plataforma online. Neste trabalho é apresentada uma revisão bibliográfica do conceito de Pegada de Água, onde é realizado um levantamento deste conceito, sua definição e um levantamento de calculadoras já existentes em plataformas online. Para a elaboração da calculadora foi necessário fazer um levantamento dos hábitos de higiene e de alimentação dos portugueses, sendo que não existem muitos estudos em Portugal referentes a esta matéria e determinar os factores de contabilização dos consumos directo e indirecto. Esta calculadora tem como objectivo alertar para a problemática da escassez da água já que este recurso não é inesgotável. Ainda neste campo, foram elaborados dois white papers para contribuir para a consciencialização da população portuguesa em relação a esta problemática.

Estudo da sensibilidade à água de misturas betuminosas

De uma forma geral, em Portugal, os valores de referência existentes para avaliação da sensibilidade à água de misturas betuminosas foram estabelecidos de acordo com a norma Militar Americana MIL-STD-620A (1966). No entanto, com o aparecimento da norma Europeia EN 12697-12, tornou-se necessário efectuar a avaliação da sensibilidade à água de misturas betuminosas segundo a referida norma. Assim, este trabalho teve como objectivo contribuir para a obtenção de valores de referência de sensibilidade à água, avaliada de acordo com o método preconizado pela norma Europeia em vigor, EN 12697-12:2008. Neste trabalho foi avaliada a sensibilidade à água de três misturas betuminosas fabricadas em laboratório, constituídas por três tipos de agregados (granitos, basaltos e calcários) e dois tipos de betume penetração nominal de 35/50x10-1 mm e 50/70x10-1 mm), tendo sido também estudada a influência da variação da temperatura do ensaio de tracção indirecta (15ºC e 25ºC) nos resultados obtidos. Para as misturas betuminosas ensaiadas, os valores da Resistência Conservada obtidos pela norma Militar foram sempre superiores aos da norma Europeia e o ensaio de tracção indirecta realizado à temperatura de ensaio de 25ºC também revelou melhores percentagens de resistência conservada face à temperatura de ensaio de 15ºC.

Optimização de caldas de cimento para trabalhos de injecção em geotecnia

O presente estudo foi enquadrado por um estágio na empresa RODIO S.A. com o objectivo de contribuir para a compreensão da influência de variações na preparação experimental de caldas de cimento na dispersão dos resultados dos ensaios de resistência à compressão e para avaliar a reprodutibilidade dos resultados obtidos na realização dos ensaios às caldas de cimento de acordo com as normas NP EN 445:2008 [1] e REBAP, em vigor [2]. A campanha experimental foi desenvolvida, numa primeira fase, em laboratório e posteriormente in situ. No laboratório, o plano de ensaios foi concebido para, primeiro, se efectuar o estudo de caldas preparadas com a mesma composição em que se variou sistematicamente o equipamento de mistura e a sequência de introdução dos constituintes no misturador, permitindo a avaliação da influência da variação do procedimento de mistura nas propriedades das caldas. Posteriormente, estudaram-se sete formulações de caldas de cimento, constituídas pelo mesmo tipo de cimento e variando apenas a razão A/C. No estado fresco destas caldas, foi avaliada a massa volúmica, o teor de ar e o tempo de presa e, no estado endurecido, foram determinadas as resistências mecânicas e a velocidade de propagação de ondas ultra-sónicas das mesmas caldas, em provetes paralelepipédicos e cúbicos. Na fase da campanha experimental desenvolvida in situ foram preparadas caldas constituídas pelo mesmo tipo de cimento das estudas no laboratório e determinadas as suas resistências, também em provetes paralelepipédicos e cúbicos, com o intuito de correlacionar os valores obtidos in situ e no laboratório. Posteriormente, foi desenvolvido um estudo de caldas preparadas in situ, com o objectivo de correlacionar os valores das suas resistências mecânicas em provetes paralelepipédicos e cúbicos com os valores da tensão de rotura das mesmas caldas ao nível do bolbo de selagem das microestacas. Analisando os resultados experimentais obtidos concluiu-se que o valor da resistência mecânica das caldas diminui com o aumento da razão água/cimento utilizada na sua preparação e que a resistência à compressão das caldas curadas em provetes paralelepipédicos (de acordo com a norma NP EN 445:2008 [1]) é sistematicamente superior à resistência das mesmas caldas curadas em provetes cúbicos (de acordo com o REBAP [2])

Patologias em reservatórios de água potável e sua correcção

A generalidade dos problemas relacionados com patologias em reservatórios de água potável, não tem tido uma abordagem com o necessário aprofundamento técnico/científico nos diferentes fóruns da água e do ambiente realizados em Portugal, com todas as consequências daí resultantes, para as entidades gestoras que operam neste sector. O mercado apresenta grande variedade de soluções para a reabilitação e reparação de reservatórios com diferentes patologias, mas com diferenças muito substanciais, quer no custo, quer na qualidade dos diferentes produtos existentes, levando muitas vezes os responsáveis a optarem por soluções inadequadas, comprometendo o tempo de vida útil desta importante infra-estrutura. Neste trabalho de projecto, é feito um diagnóstico exaustivo das principais patologias e das causas associadas a mais de 70 reservatórios, existentes nos Concelhos de Loures e Odivelas. Ao longo de 4 anos, os SMAS de Loures têm vindo a apresentar propostas concretas de reabilitação e higienização, incluindo a sua avaliação de custos, tendo sido dado maior relevância a uma reabilitação na zona superior dos pilares de um reservatório (10.000m3), em Santo António dos Cavaleiros. Apesar do avanço tecnológico nas técnicas de construção e dos materiais utilizados, tem-se observado um crescente número de patologias em reservatórios, com pouco tempo de utilização, com consequências muito gravosas a curto prazo e elevados custos de reabilitação. Com este trabalho são identificadas e diagnosticadas as causas mais frequentes que conduzem a um elevado número de anomalias, nas diferentes fases de construção e utilização, propondo as necessárias medidas de correcção.

Redes de abastecimento de água e drenagem de águas residuais no concelho de Sintra

O concelho de Sintra é um dos concelhos da Área Metropolitana de Lisboa (AML) onde se verificou maior incremento populacional nos últimos 30 anos. A intervenção realizada pelos Serviços Municipalizados de Água e Saneamento de Sintra (SMAS – Sintra), nas redes de abastecimento de água e drenagem de águas residuais, assentou em opções estratégicas determinadas pelas características dos sistemas existentes, pelas suas limitações face às solicitações e à necessidade de, num curto período de tempo, dar resposta ao incremento de consumo, de modo a possibilitar um desenvolvimento sustentado no futuro. Considerando que no Concelho de Sintra existem realidades muito distintas, sendo necessário satisfazer cada uma delas no que diz respeito ao abastecimento de água, drenagem e tratamento de águas residuais, nesta dissertação é feito o enquadramento da realidade económica e social do concelho. A presente dissertação apresenta um estudo sobre as redes de abastecimento de água e drenagem de águas residuais do concelho de Sintra, fazendo a sua caracterização e apresentando estratégias para o seu desenvolvimento no que se refere à sua manutenção e remodelação. Paralelamente, apresenta-se a evolução da rede de abastecimento de água no concelho, desde que há registos, até aos dias de hoje. O trabalho desenvolvido tem por base o registo histórico referente à gestão e à manutenção das redes de abastecimento de água e de drenagem de águas residuais dos SMAS – Sintra e a sua evolução ao longo do tempo, sendo também realizado o levantamento dos investimentos mais significativos, com base em registos dos Planos de Actividade e Investimento dos SMAS – Sintra. Dado que a fase de maior necessidade de expansão das redes permitiu atingir níveis elevados da taxa de cobertura, superiores aos níveis de atendimento previstos no PEAASAR II, quer ao nível do abastecimento de água, quer ao nível da drenagem e tratamento de águas residuais, a necessidade de remodelação de ambas as redes e respectivos equipamentos é actualmente a grande prioridade para garantir a fiabilidade e qualidade do serviço prestado.

Tecnologias de construção associadas aos sistemas sustentáveis de produção de água quente e de climatização em edifícios: estado da arte

Este trabalho apresenta o estado da arte das tecnologias de construção associadas aos sistemas sustentáveis de produção de água quente e de climatização em edifícios e pretende-se com o mesmo contribuir para a sustentabilidade na construção e para a eficiência energética nos edifícios. Efectuou-se um estudo aprofundado dos conceitos relacionados com a construção sustentável e a eficiência energética em edifícios, sendo apresentadas algumas das ferramentas mais utilizadas para avaliação da sustentabilidade, bem como métodos expeditos para obtenção da classe de eficiência energética. É feita a análise dos conceitos fundamentais da Arquitectura Bioclimática de edifícios, apresentando-se as estratégias passivas de aquecimento e de arrefecimento, as possibilidades de integração das energias renováveis nos edifícios e as tecnologias de construção associadas nos diversos contextos. Na energia solar térmica é dado especial destaque aos colectores para aquecimento de águas, aquecimento ambiente e arrefecimento solar. São ainda apresentados alguns exemplos de boas práticas em edifícios sustentáveis e energeticamente eficientes, com aplicação destas tecnologias

Projecto de reabilitação e manutenção de rede predial de abastecimento de água, em edifício antigo com alteração de função

O presente trabalho aborda uma intervenção de reabilitação num edifício cuja função será alterada: o edifício abandona a função de edifício administrativo (escritórios), e assume uma função de Hotel. É com esta intenção que se elabora este estudo analisando, em concreto, a alteração na rede de abastecimento de água. Na fase de projecto é feita a concepção da rede de abastecimento de água, para que a intervenção não seja intrusiva, num edifício com alguma riqueza arquitectónica e estética, e ainda com os condicionantes impostos sobretudo, pela estrutura resistente. Por outro lado, pela função do edifício torna-se necessário assegurar níveis de conforto elevados. A preocupação pelos pormenores na concepção da rede de abastecimento de água tem um resultado prático muito significativo na fase de exploração do edifício, isto é, quando entrar em funcionamento. Faz-se o enquadramento para a Manutenção da rede de abastecimento de água, que pode e deve ser extensiva aos restantes componentes do edifício. A consideração de adequada Manutenção, devidamente planeada, conferirá ao edifício um envelhecimento sustentável, minorando os efeitos que poderiam resultar de não programação de acções de manutenção.

Utilização de hidrófugos de superfície em materiais cerâmicos: influência na secagem

A presente dissertação tem por finalidade compreender a influência dos tratamentos hidrófugos na secagem do tijolo cerâmico, tendo assentado na realização de ensaios de absorção capilar, permeabilidade ao vapor de água e secagem. Foi inicialmente avaliada a possibilidade de utilização de tijolo cerâmico maciço de três proveniências distintas. Uma destas origens foi a Praça de Touros do Campo Pequeno, em Lisboa, que permitiu estudar quatro tipos distintos de tijolo antigo. As outras duas origens foram as cerâmicas Torreense e de Vale de Gândara, tratando-se portanto neste caso de tijolos de fabrico recente. Os diferentes tipos de tijolo foram caracterizados quanto à sua aparência, morfologia, teor de sal, absorção capilar e comportamento em secagem. O tijolo de Vale de Gândara foi o tipo seleccionado para a aplicação dos tratamentos hidrófugos. Foi detectada a presença de fissuras neste tipo tijolo, tal como em todos os outros tipos caracterizados. Sendo este defeito relevante para o transporte de humidade, foi necessário ter em consideração a influência da orientação preferencial das fissuras. Assim, utilizaram-se em todos os ensaios provetes com fissuras paralelas e provetes com fissuras perpendiculares à superfície. Estudaram-se cinco tratamentos hidrófugos com base em silicone. Foram realizados ensaios de absorção capilar através da face tratada, ensaios de permeabilidade ao vapor de água e ensaios de secagem (método RILEM da curva de evaporação). Realizaram-se ensaios semelhantes sobre o material não-tratado, que serviram como referência. Os resultados do ensaio de absorção capilar indicam que a eficácia de quatro dos tratamentos é elevada, sendo a secagem do tijolo significativamente dificultada por esses quatro produtos. Verificou-se, no entanto, que o decréscimo da permeabilidade ao vapor apenas é significativo para três hidrófugos. A influência dos hidrófugos na permeabilidade ao vapor apenas é mensurável no caso dos provetes com fissuras paralelas à base. Quando as fissuras são perpendiculares à base, a permeabilidade ao vapor é bastante mais elevada, não sendo afectada pelo hidrófugo. Palavras-chave: materiais cerâmicos, hidrófugos, tratamentos à base de hidrófugos, materiais porosos, transporte de humidade, edifícios antigos, secagem.

Desenvolvimento de um dispositivo flutuante de recuperação de energia das ondas do tipo coluna de água oscilante

Este relatório de estágio tem por finalidade demonstrar as aptidões adquiridas no decorrer do Mestrado, aptidões essas que tornaram possíveis a participação num projecto bastante inovador e em fase de desenvolvimento. Para além da grande importância do cálculo e verificação estrutural realizada, podemos também retirar algumas informações importantes sobre a tecnologia referente a energia das ondas, verificar que esta ainda está pouco desenvolvida e que se apresentam bastantes variações de equipamentos, quer pela sua forma, quer pelo seu método de extracção de energia, tal facto demonstra que ainda não se encontrou um tipo de dispositivo predominante que tenha uma boa eficiência energética e que os seus custos de construção tornem possível a sua comercialização. No âmbito do estágio deu-se mais importância ao dispositivo do tipo coluna de água oscilante, uma vez que se pretende desenvolver um dispositivo deste tipo para instalação offshore. Tal importância deve-se ao facto de que são poucos os dispositivos deste tipo e que os mesmos tenham sido bem-sucedidos.