Ensaios de caracterização laboratorial de solos com vista à sua utilização em arquitectura de terra crua

IV SIACOT – Seminário Ibero-Americano de Construção em Terra. Monsaraz, PROTERRA/CdT, Outubro 2005 (CD-ROM)

Contributo para a caracterização e gestão da vegetação da serra da Arrábida

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Ordenamento do Território e Impactes Ambientais

Modelação matemática da caracterização da contaminação de terrenos e análise de risco

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Geológica (Georrecursos)

Caracterização e modelação de caldas de cimento-argila no âmbito do melhoramento dos terrenos

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil – Estruturas e Geotecnia

Reforço de fundações em solos margosos

Os solos de natureza margosa apresentam, frequentemente, características geotécnicas menos favoráveis para funcionarem como terreno de fundação. Dadas as suas especificidades geotécnicas interessa o seu estudo, bem como, a avaliação da aplicabilidade e adequabilidade de diferentes métodos de reforço aos tipos de terreno em análise, que permitam ultrapassar limitações geomecânicas existentes. Na presente dissertação visa-se estudar a caracterização geológica-geotécnica de solos de natureza margosa e analisa-los como material de aterro para fundações. Pretende-se, igualmente, abordar as principais técnicas de melhoramento aplicáveis aos terrenos indicados, expondo os aspectos mais relevantes. Através de um estudo de caso, pretendeu-se analisar a temática escolhida num contexto real. Foi estudado o caso de fundações em aterros margosos que apresentaram comportamentos geotécnicos inadequados e onde foi preconizada a realização de trabalhos de reforço. A obra em estudo está localizada num empreendimento industrial perto de Coimbra e inclui duas ocorrências distintas onde foram implementadas soluções de reforço por jet grouting. As singularidades geotécnicas e estruturais de cada caso exigiram a adopção de diferentes abordagens da técnica, designadamente, soluções de jet grouting vertical e sub-horizontal. Ambos os casos foram analisados no que diz respeito às suas especificidades construtivas, comportamento geotécnico em fase de construção, soluções de reforço executadas e eficácia na mitigação dos problemas existentes.

Sistemas geotérmicos de baixa entalpia estudos de caracterização térmica

A crescente atenção revelada pelas sociedades nos últimos anos, no que respeita à sustentabilidade energética do planeta, tornou-se o principal impulsionador para o desenvolvimento de formas de exploração de energia que contribuem para a redução dos gases com efeito de estufa. A energia geotérmica de baixa entalpia (Shallow Geothermal Energy–SGE) é um dos tipos de energia verde utilizados para aquecimento e arrefecimento de edifícios. Nas últimas décadas, tem vindo a demonstrar uma elevada eficácia energética e aplicabilidade em diversos países em todo o mundo. Aos sistemas convencionais de exploração abertos e fechados, seguiram-se os sistemas com estruturas de fundações termoactivas. A Suíça e Áustria foram os países pioneiros onde se iniciou a exploração utilizando este tipo de estruturas, primeiro com recurso a lajes de fundo e depois, em 1984, através de estacas. A utilização generalizada de fundações de forma bi-funcional poderá resultar numa compensação sustentável dos seus custos de implementação. No entanto, é necessário conhecer de forma sólida o comportamento geotécnico dos solos face à imposição das diferentes acções térmicas provocadas pelos Sistemas Geotérmicos de Baixa Entalpia. A eficácia dos Ground Energy Systems (GES) está directamente associada à capacidade que os solos apresentam para fornecer ou dissipar calor. O desempenho dos GES e a sua eficiência está ainda por avaliar relativamente às condições existentes em Portugal. As propriedades térmicas dos solos são um desses aspectos, sendo da maior relevância na avaliação do seu desempenho. Nesta dissertação são abordados os diferentes mecanismos de transferência de calor nos solos bem como propriedades térmicas necessárias para a sua caracterização. Apresenta-se também um caso prático, para o qual foi realizada caracterização térmica e posterior modelação numérica de uma estrutura termoactiva, determinando-se os campos de temperaturas máximos e mínimos e os fluxos térmicos provocados pelo seu funcionamento.

Caracterização de blocos de terra para construção de alvenarias ecoeficientes

A terra foi utilizada como material de construção desde os primórdios das civilizações, tendo caído em desuso em alguns países mais desenvolvidos durante o século XX, com o aparecimento do betão. Nesse período de tempo no mundo Ocidental perdeu-se alguma passagem de saber entre gerações, saber esse que já vinha sendo transmitido desde há muito. No entanto, a partir dos anos 80 do século XX, e particularmente no século XXI, uma renovada atenção tem sido dada à terra como material de construção. A crescente procura de conhecimento cientificamente fundamentado acerca da construção em terra justifica-se devido à eco-eficiência que confere, nomeadamente através de baixos consumos energéticos inerentes à extracção, preparação, transporte e aplicação na construção, e ao bom comportamento higrotérmico e acústico resultante. Assim, tem surgido a necessidade de caracterizar as construções com terra com vista a poder intervir de forma correcta nas existentes e poder optimizar novas construções. Nesta dissertação pretende-se contribuir para a caracterização do comportamento de blocos de terra para a execução de alvenarias. Os blocos em análise resultam de três tipos diferentes de fabrico: blocos de terra comprimidos (BTC), blocos de terra moldados (adobes) e blocos de terra cozidos (tijolo maciço). Para a caracterização foram estabelecidos procedimentos de ensaio, em vários casos não definidos na bibliografia existente, e foram avaliados parâmetros mecânicos, físicos e de durabilidade para caracterizar os blocos em análise. Além dos ensaios realizados aos blocos alvo de estudo, de que são exemplo as resistências à compressão e flexão, a resistência à abrasão, a absorção de água por capilaridade, entre outros, na extensa campanha experimental realizada, foram ainda caracterizados os solos utilizados no fabrico dos blocos e possíveis argamassas de assentamento. Um dos tipos de blocos estudado no presente trabalho, foi aplicado na construção de uma estrutura em Montemor-o-Novo, a que foi denominada Abancódomo, tendo-se descrito a solução construtiva e apresentadas anomalias detectadas após um certo período de tempo. Como foram estudados vários tipos de blocos com características muito diferentes, náo é possível fazer uma comparação directa entre eles Em qualquer comparação entre as propriedades dos blocos, deve ter-se sempre bem presente qual a diferença de fabrico dos mesmos. Analisando os resultados obtidos considera-se que os blocos de terra comprimida, apesar de apresentarem valores de resistência inferiores aos dos blocos cozidos, possam ter características satisfatórias, tendo em conta que não carecem de cozedura, e consequente consumo energético, para a sua produção.

Contribuição para o estudo da contaminação de solos por metais pesados

Dissertação de mestrado em Engenharia Sanitária

Caracterização química e ecotoxicológica de escórias e cinzas resultantes da co-combustão de lamas e carvão

Em 1999 a Fundação para a Ciência e a Tecnologia aprovou o financiamento do projecto “Behaviour of Heavy Metals on the Thermal Treatment of Residues” cujo acrónimo era Bimetal. Este projecto, cujos parceiros eram o Departamento de Engenharia Energética e Controlo Ambiental do Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial (INETI) e o Grupo de Disciplinas de Ecologia da Hidrosfera (GDEH) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, tinha como objectivo a avaliação do comportamento de metais pesados durante a combustão de resíduos. Neste sentido, a equipa do INETI efectuou quatro ensaios de incineração: dois de mono-combustão de uma lama residual urbana, um de co-combustão de lama residual urbana e carvão e, finalmente, um de mono-combustão de carvão. Cada ensaio de incineração produziu uma cinza de fundo e duas cinzas volantes, provenientes de dois ciclones. A equipa do GDEH foi responsável pela caracterização físico-química e ecotoxicológica das cinzas provenientes dos ensaios realizados pela equipa do INETI. A avaliação incidiu em dois aspectos: 1) a determinação da composição das cinzas, relativamente a um dado conjunto de parâmetros físico-químicos considerados; e 2) produção de lixiviados a partir do contacto das cinzas com um agente lixiviante. Estes lixiviados foram submetidos à caracterização físico-química, relativamente a um dado conjunto de parâmetros físico-químicos e, ainda, à caracterização ecotoxicológica, recorrendo a dois indicadores biológicos. A determinação da composição das cinzas permitiu efectuar um balanço de massas dos ensaios de incineração realizados e, com isto, determinar as taxas de emissão, dos parâmetros analisados, para a atmosfera. Os ensaios de lixiviação permitiram classificar, de acordo com a metodologia de classificação de resíduos a que se recorreu, as doze cinzas produzidas pela equipa do INETI e os materiais que lhes deram origem, a areia do leito, o carvão e a lama residual urbana. De um modo geral, as duas cinzas volantes apresentaram uma concentração superior, dos parâmetros considerados, relativamente à cinza de fundo. Entre as duas cinzas volantes, a cinza do 2º ciclone apresentou um maior teor, relativamente aos parâmetros analisados, do que as cinzas do 1º ciclone.

Desenvolvimento de ambiente para a caracterização automática de PLLs

No presente trabalho é desenvolvido um ambiente para geração automática de modelos dos diversos elementos constituintes dos PLLs. Para tal, é apresentado um estudo dos conceitos associados ao funcionamento de PLLs bem como do funcionamento de blocos integrantes. São também alvo de estudo, diversas topologias para os diferentes blocos dos PLLs. Após a descrição dos elementos dos PLLs, são desenvolvidos modelos comportamentais que permitem caracterizar de forma simples e precisa os referidos elementos, tornando possível a simulação a nível comportamental dos PLLs. A validação dos modelos desenvolvidos é realizada por ligação ao simulador Hspice. São apresentados três exemplos que ilustram a concordância entre os resultados obtidos com os modelos propostos e os obtidos por simulação.

Metodologias para a quantificação e caracterização física dos resíduos sólidos urbanos

A quantificação e caracterização física dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é fundamental para efectuar uma correcta gestão de resíduos. Em Portugal, a metodologia para a quantificação e caracterização física dos RSU, encontra-se descrita no Documento Técnico nº 1 da DGQA (1989), sendo a metodologia oficial em vigor. No entanto, face aos objectivos actuais da gestão dos RSU, esta metodologia encontra-se desactualizada, não se adaptando ao novo conceito e práticas da gestão integrada de RSU. Por este motivo, é importante uma metodologia que tenha em conta a variabilidade da composição dos RSU e que seja prática e económica na implementação. É objectivo desta dissertação fazer um levantamento sobre o estado da arte nesta matéria, identificando quais as metodologias existentes. Também se pretende utilizar um caso de estudo de aplicação das referidas metodologias. O caso de estudo a utilizar será a Valorsul, que é, em Portugal, a empresa responsável pela valorização e tratamento de resíduos sólidos da área metropolitana de Lisboa (Norte). Por fim, tendo em conta as metodologias revistas e o caso de estudo analisado é proposta uma metodologia de amostragem e triagem manual de RSU.

Contribuição para a caracterização geoambiental dos sapais do Estuário do Sado

Os estuários e sapais estuarinos são zonas húmidas que, devido à sua localização privilegiada e características únicas de riqueza natural, atraíram desde há muito populações que se fixaram nas suas margens, constituindo pólos de desenvolvimento e concentração de actividades humanas, sofrendo o impacte negativo da acção antrópica, principalmente durante o século XX. No presente estudo, cujo tema central é o ambiente de sapal do estuário do Sado (Península de Setúbal), apresentam-se resultados de um estudo sedimentológico e geoquímico de uma sondagem curta, recolhida no sapal do Faralhão (margem norte do estuário), visando contribuir para a caracterização geoambiental dos ecossistemas de sapal deste estuário e para a identificação da contribuição antrópica em metais pesados nos sedimentos vasosos estudados. Perspectivando uma aplicação pedagógica, apresenta-se uma proposta de estudo do sapal de Corroios (estuário do Tejo), composta por diversos materiais de apoio ao trabalho de campo e de laboratório, direccionados para alunos do ensino secundário. Com esta proposta, pretende-se contribuir para a sensibilização dos professores para a necessidade de, junto dos seus alunos, promoverem motivações que conduzam ao estudo dos ecossistemas de sapal, perspectivando a consciencialização da vulnerabilidade destes ambientes e a assumpção de medidas de defesa do património natural.

Electro-remediação de solos contaminados com pesticidas

O herbicida bentazona (2,2-dióxido de 3-isopropil (1H) -benzo-2,1,3-triadiazin-4- ona) é um herbicida pós emergente selectivo, com uso recomendado para a cultura do arroz. Apresenta baixa persistência no solo, onde é adsorvido pelos colóides minerais e orgânicos, e um tempo de meia vida inferior a 2 semanas, associado a um elevado potencial de lixiviação e contaminação de águas subterrâneas. Nos estudos efectuados até ao momento, a bentazona não é degradada pelos microrganismos, o que levou à necessidade de procurar outras técnicas de remoção do pesticida. Foi estudada uma técnica inovadora, a electro-remediação, que consiste na aplicação de uma corrente contínua de baixa intensidade à matriz contaminada, funcionando o campo eléctrico formado como “agente de limpeza”. Este campo arrasta os contaminantes pela matriz, por acção de processos de transporte, nomeadamente, electromigração, electroosmose e electroforese. Foram realizados quatro ensaios, num solo colhido num arrozal, onde se procedeu à contaminação forçada do solo com uma solução de bentazona, submetendo-o à acção dum campo eléctrico durante vários dias. Os teores de bentazona no solo, após extracção com solvente por sonicação, e nas soluções de anólito e católito, após extracção por fase sólida, foram determinados por cromatografia líquida de alta eficiência. Concluiu-se que a bentazona é mobilizada no solo pela acção do campo eléctrico e esta remoção é dependente do pH.

Técnicas para recuperação de resíduos depositados em antigas lixeiras

As lixeiras são locais onde foram depositados resíduos durante vários anos, de forma descontrolada e sem qualquer controlo ambiental. Como os solos não eram impermeabilizados e o biogás se libertava para a atmosfera, estes locais causavam enormes impactes ambientais. Assim, houve necessidade de se encerrar as lixeiras e substitui-las por aterros sanitários. Em 2002, as 341 lixeiras espalhadas por todo o país encontravam-se encerradas. No entanto, o facto de não ter sido efectuado uma reabilitação ambiental destes espaços, algumas lixeiras continuam a causar impactes ambientais negativos, ao nível da poluição dos lençóis freáticos e da atmosfera. Para além disto, com o desenvolvimento do país, cada vez mais se produzem resíduos, e assim os espaços destinados para a deposição de tais resíduos começam a tornar-se reduzidos. Assim é necessário encontrar uma solução para este problema. Existe uma técnica que já é utilizada noutros países, que consiste na escavação de lixeiras ou aterros que já se encontram inactivos. Esta técnica, denominada mineração de aterro, envolve a escavação e recuperação dos resíduos aterrados, conseguindo assim, não só mitigar o impacte ambiental que uma lixeira causa, como disponibilizar espaço para deposição de mais resíduos. Para estudar esta técnica e a sua viabilidade efectuaram-se estudos na lixeira da Moita. Foi necessário caracterizar a área onde a lixeira se encontra inserida, assim como os resíduos depositados na mesma. Para tal, realizou-se uma campanha de caracterização de resíduos recolhidos e contabilizou-se a quantidade de cada componente encontrado. Esta caracterização e as informações obtidas através da revisão bibliográfica, possibilitou a definição de cenários para destino final dos resíduos escavados. Assim, foram tidos em conta três cenários diferentes e foram estudadas as respectivas viabilidades económicas recorrendo a um modelo que permite verificar a rentabilidade de recuperação de resíduos, que cada um dos equipamentos consegue processar. Por último, e face aos resultados obtidos, comparou-se a eficiência e os custos necessários à concretização de cada cenário, podendo-se, de certo modo, avaliar a viabilidade económica da técnica de mineração.

Marcação CE, optimização e caracterização de uma superfície de redução de pressão para doentes acamados

A presente dissertação tem como objectivo principal o estudo e a elaboração da Marcação CE de um dispositivo médico de classe I. Este dispositivo, com a marca comercial Corkgel, tem como finalidade o alívio de pressão em doentes acamados e a prevenção de úlceras de pressão. O processo para a obtenção da Marcação CE implica a elaboração da documentação técnica, o cumprimento dos requisitos essenciais presentes nas directivas europeias e a realização da análise de risco do dispositivo em estudo. O conceito da Marcação CE é apresentado no Capítulo I. No Capítulo II estão discriminados os passos para a obtenção da marcação CE para qualquer dispositivo médico, sendo também abordadas as diferenças entre dispositivos médicos de classes de risco diferentes (I, IIa, IIb, III). No Capítulo III é apresentada a documentação técnica para o processo de marcação CE do Corkgel regida pela directiva 93/42/CE. A caracterização experimental dos dispositivos Corkgel, essencial para a gestão de risco, está descrita no Capítulo IV. A gestão de risco requer dados analíticos e/ou evidências de conformidade, nesse sentido, foram realizados testes de toxicidade, através de técnicas de espectroscopia e cromatografia gasosa, testes de envelhecimento químico/mecânico, inflamabilidade e microbiologia, que são referentes aos requisitos de saúde. Além disso, foram realizados testes de pressão, transpiração e de compatibilidade com técnicas de imagem médica, no sentido de evidenciar a eficácia do Corkgel em reduzir a incidência das úlceras de pressão. O cumprimento dos requisitos essenciais implica um processo de gestão de risco que tem como finalidade a identificação dos riscos com vista à sua redução/eliminação. Este processo foi accionado na fase de pré mercado, mas terá que continuar na fase pós mercado. Nem todos os testes para avaliar a eficácia do Corkgel foram terminados, além disso os testes de microbiologia e toxicidade não foram conclusivos. Quando o produto estiver em conformidade, deverá ser registado num organismo notificado, por exemplo no INFARMED, em Portugal. Merece referência o facto que, após a aposição da marcação CE, o fabricante terá que estabelecer procedimentos de vigilância de mercado, para prevenir e/ou corrigir não conformidades que venham a ser detectadas.