Estudo da aplicação de osmose inversa ao tratamento de efluentes líquidos de um complexo fabril de adubos azotados

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Metanólise de óleo de soja em biodiesel através de um reactor de membrana

Com o aumento das necessidades energéticas, bem como dos cada vez mais conhecidos efeitos nocivos dos combustíveis fósseis, tornou-se imperativo pesquisar e desenvolver alternativas sustentáveis e verdes a esses recursos. O biodiesel é considerado como o melhor substituto para o combustível diesel convencional de base petroquímica. A transesterificação de óleos vegetais revela-se como uma importante via de obtenção do biodiesel. Na produção de biodiesel com catalisadores básicos homogéneos, como o hidróxido de sódio, deparamo-nos com um problema na hidrólise de triglicéridos, levando à formação de sabões e emulsões. Mesmo quando são usados reagentes secos, há formação de água devido à reacção do hidróxido com o álcool. Estes problemas podem ser solucionados com a utilização de catalisadores heterogéneos. Este estudo incidiu na preparação de membranas catalíticas de álcool polivinílico (PVA) incorporadas com um catalisador heterogéneo sólido básico (óxido de cálcio) obtido de resíduos industriais (casca de ovo). Caracterizaram-se as membranas catalíticas através da determinação da espessura, ângulos de contacto, grau de inchamento e espectroscopia de infravermelho. As membranas de PVA foram testadas na metanólise de óleo de soja em reactor batch e reactor de membrana catalítica. Estudou-se o efeito da reticulação química e por irradiação gama, nas propriedades das membranas e na actividade catalítica.

Utilização da tecnologia de separação por membranas na reabilitação de sistemas de tratamento de água

Os sistemas de tratamento de água, existentes e de futuro, deverão ter em consideração diversos aspectos multidisciplinares, tais como o fenómeno de sobrepopulação, a escassez de água, a deterioração da qualidade das águas superficiais, o aumento das exigências legais e o aumento dos custos de energia. Neste sentido, os processos de separação por membranas (PSM), foram estudados para aferir acerca da sua aplicação na produção de água de elevada qualidade para consumo humano, independentemente das variações de qualidade na origem. Neste trabalho avaliou-se a qualidade da água da Albufeira de Monte Novo, concluindo-se que esta se encontra eutrofizada e com parâmetros indicadores da qualidade da água classificados com nível >A3. A linha de tratamento convencional, instalada na ETA de Monte Novo, foi avaliada perante um cenário de deterioração da qualidade da água bruta e de novos objectivos definidos para a qualidade final da água tratada. Sem a existência de uma nova etapa final de afinação, não é garantida a completa remoção de parâmetros microbiológicos (microrganismos potencialmente patogénicos, vírus, cianotoxinas) e de subprodutos da desinfecção. Foi proposta uma solução de reabilitação da linha de tratamento, que inclui um processo integrado de UF, complementado pela linha de tratamento existente, que actua como pré-tratamento. Esta solução foi analisada em termos de custos operacionais, comparativamente à solução actualmente instalada. Em comparação, o consumo energético anual da solução ETA-UF, tanto em época baixa, como em época alta, foi mais elevado, e o consumo de reagentes foi mais reduzido. Globalmente, a poupança obtida através das menores dosagens de reagentes, permitiu à solução ETA-UF diluir o efeito de um maior consumo energético, obtendo-se uma redução de 11% nos custos anuais operacionais e um custo de 0,08 €/m3 de água tratada. Tendo em conta o elevado investimento inicial na solução ETA-UF, o período de retorno foi de 6 anos, para um horizonte de projecto de 16 anos.

Metanólise de óleo de soja em reator de membrana compósita PVA/casca de ovo calcinada. Estudo do efeito da reticulação

Com a crise energética atual e os efeitos nocivos associados ao consumo de combustíveis fósseis e seus derivados, tornou-se imperativo pesquisar e desenvolver alternativas sustentáveis e economicamente viáveis face a esse recurso. Surgiu então o biodiesel, um combustível derivado de recursos renováveis e potencial substituto do diesel convencional de base petroquímica. A transesterificação de óleos vegetais apresenta ser a principal via na produção de biodiesel. A utilização de catalisadores básicos homogéneos, tal como o hidróxido de sódio, na produção de biodiesel apresenta algumas adversidades, nomeadamente, o aparecimento de reações secundárias de hidrólise dos triglicéridos, na presença de água, que promovem a formação de sabões e emulsões. Mesmo com o uso de reagentes secos, ocorrem reações entre o hidróxido e o álcool, formando-se água. Uma solução para este tipo de problemas é a utilização de catalisadores heterogéneos. Contudo, a produção de biodiesel apresenta custos associados elevados que podem ser diminuídos com a utilização de catalisadores provenientes de resíduos alimentares. Este trabalho consistiu na preparação de membranas catalítica de álcool polivinílico (PVA) incorporadas com um catalisador heterogéneo sólido básico (óxido de cálcio) obtido a partir de resíduos alimentares industriais (casca de ovo de galinha). Procedeu-se à caraterização das membranas por determinação da espessura, ângulos de contato, grau de inchamento e por espectroscopia de infravermelho. As membranas de PVA foram testadas na transesterificação de óleo de soja com metanol em reator de membrana catalítica. Analisou-se o efeito da reticulação química nas propriedades das membranas e na atividade catalítica.

Desenvolvimento de membranas catalíticas ácidas para a metanólise do ácido palmítico: estudo do efeito da reticulação

A produção de biodiesel tem sido afectada, ao nível dos custos de produção, pela falta de matérias-primas adequadas que não entrem em competição com a indústria alimentar. A matéria-prima original para a produção de biodiesel é o óleo de soja alimentar, porém a sua utilização origina problemas significativos a nível político e económico. Desta forma, a indústria do biodiesel encontra-se empenhada na modificação para matériasprimas alternativas e de baixo custo. Contudo, estas matérias-primas apresentam elevados níveis de ácidos gordos livres, sendo por isso necessária a eliminação dos ácidos gordos livres. Neste trabalho experimental é proposta a metanólise do ácido palmítico catalisada por membranas poliméricas catalíticas ácidas, utilizadas num reactor de membrana com pervaporação simultânea. Este processo é uma alternativa á destilação reactiva visto que permite a integração da reacção e da separação numa única operação, pelo que é possível a optimização energética, a maximização da conversão e a eliminação de solventes de extracção. Foi efectuado o estudo cinético da reacção de esterificação catalisada pelo catalisador KIT-6 sulfonado. Este catalisador foi caracterizado por titulação ácido-base. Prepararam-se membranas catalíticas compósitas por dispersão do KIT-6 sulfonado em matrizes de poli(álcool vinílico) reticulado com glutaraldeído ou hexametilenodiisocianato. As membranas foram caracterizadas por medição de ângulos de contacto, percentagem de inchamento e por FTIR. Os efeitos do tipo de reticulante e da percentagem de reticulação nas propriedades de transporte e de sorção das membranas, foram estudados em reactor bacth, com as membranas cortadas em pedaços. Os elevados períodos de indução apresentados pelas curvas cinéticas obtidas sugerem que a água formada na reacção afecta de forma pronunciada as propriedades de transporte das membranas. Esta hipótese foi suportada pelo bom ajuste dum modelo cinético-difusional aos pontos experimentais. Por fim, foi testada uma membrana em reactor de membrana com pervaporação simultânea, utilizando azoto seco como gás de varrimento.

Gestão de resíduos hospitalares

Este trabalho de investigação analisa os aspectos psico-sociais e técnicos dos resíduos nos hospitais, fundamentalmente a preferência por dispositivos médicos (DM) reutilizáveis ou descartáveis e a separação de resíduos, tanto para reciclagem como nos grupos definidos pela legislação. Aborda, também, os riscos para a saúde e a percepção de risco induzidos pelos resíduos hospitalares (RH). A parte prática é efectuada em seis hospitais, sendo acompanhados entre oito e doze serviços por hospital. Na selecção destes hospitais foram considerados critérios que permitem a respectiva diferenciação em dois grupos, de acordo com as características (especializados/distritais) e com a localização geográfica (a norte/a sul). Os instrumentos de observação utilizados são: observação directa, entrevistas e questionários. Com a parte prática procura-se conhecer a evolução temporal dos aspectos anteriormente referidos, mas também as diferenças existentes entre grupos de hospitais, entre grupos de profissionais de saúde e entre grupos de profissionais com diferentes opções de gestão de RH. Tendo por base esta subdivisão, apresentam-se os principais resultados: * Evolução temporal. No espaço de um ano observa-se um acréscimo acentuado na preferência por DM descartáveis, contudo também se regista um aumento do conhecimento sobre a separação dos RH por grupos e uma diminuição da percepção de risco. * Grupos de hospitais. Nos hospitais especializados e nos hospitais a norte verifica-se um menor conhecimento sobre os vários aspectos inerentes aos RH e uma maior percepção de risco associada, comparativamente aos hospitais distritais e a sul. Neste últimos, é maior a preferência por descartáveis. * Grupos de profissionais de saúde. O grupo dos enfermeiros apresenta maior conhecimento sobre RH e uma percepção de risco mais elevada em oposição ao grupo dos médicos. O grupo dos auxiliares de acção médica demonstra maior divergência entre a percepção e a realidade, apresentando, também, a maior preferência por descartáveis. * Grupos de profissionais com diferentes opções de gestão de resíduos. Os profissionais que optam preferencialmente por descartáveis têm percepções de risco mais elevadas que os que preferem os reutilizáveis. Os recicladores estão mais despertos para os problemas dos RH que os não recicladores, sendo a formação sobre o tema um aspecto importante. Também, os profissionais que separaram mais correctamente os RH por grupos são os que têm mais conhecimento sobre o tema e uma percepção de risco mais aproximada da definida na legislação. Estes resultados podem dar um grande contributo na gestão de RH, nomeadamente se forem incluídos nos correspondentes planos e políticas

Manipulação de efluentes de bovinicultura

As crescentes preocupações ambientais para a redução das perdas de azoto em explorações de bovinicultura leiteira impõem o desenvolvimento de métodos de manipulação dos efluentes produzidos. Nesta Dissertação apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre os principais processos de tratamento e valorização de efluentes de bovinicultura e um trabalho experimental que teve como objectivos avaliar a utilização dos floculantes PAM e bentonite na remoção de sólidos e nutrientes da fracção líquida do chorume, comparar as emissões de N2O e degradação do N orgânico a partir de chorumes com e sem pré-tratamento após incorporação em solos agrícolas.Após separação mecânica do chorume, foram adicionados à fracção líquida obtida os floculantes PAM e bentonite. A PAM apresentou maior capacidade de remoção de azoto, fósforo e matéria seca na fracção sobrenadante obtida.Também se realizou um ensaio de incubação durante 94 dias, no qual foram medidas as emissões de N2O e o teor de N mineral. Os tratamentos incorporados a solos foram: chorume bruto, fracções sólida e líquida, fracções sedimentada e sobrenadante com PAM. Os processos de pré-tratamento que conduziram à redução das emissões gasosas, relativamente ao chorume bruto, foram: fracção sólida (-25,6%), fracção líquida (-5,1%) e fracção sobrenadante com PAM (-10,3%).

Utilização de origens de água com qualidade inferior a A3 na produção de água para consumo humano

A eutrofização das massas hídricas superficiais constitui um dos mais significativos problemas, a nível de planeamento e gestão dos recursos hídricos. Uma das consequências consiste no bloom de organismos fitoplanctónicos, como as cianobactérias, produzindo um risco para a saúde, quando presentes na água para consumo humano. Muitas das tecnologias convencionais utilizadas no tratamento de água têm-se demonstrado pouco eficazes na sua remoção. Estações de tratamento de águas (ETAs) que utilizam águas com presença destes organismos tóxicos, têm que possuir barreiras eficientes para a sua remoção. Assim, torna-se necessário munir as ETAs de tecnologia apropriada à sua eliminação. Deste modo, este trabalho consiste, com base em investigação bibliográfica, avaliar a capacidade de remoção de cianobactérias, e das toxinas a elas associadas, ao longo de um sistema de tratamento e prever a possibilidade de introdução de um processo de separação por membranas, como uma barreira segura e eficaz no tratamento de águas com este tipo de problemas. Para tal, utilizou-se como caso de estudo a ETA de S. Domingos (sistema de tratamento convencional), responsável por parte do abastecimento de água da cidade de Peniche, cuja origem de água, albufeira de S. Domingos, se encontra eutrofizada e, a presença destes organismos é praticamente constante ao longo de todo o ano. Prevê-se que a ETA de S. Domingos consiga alguma remoção de cianobactérias e cianotoxinas intracelulares, mas a principal incerteza prende-se com o desempenho da ETA na remoção de toxinas extra celulares. Concluiu-se então, que desde que o sistema de tratamento já existente seja totalmente optimizado, e por introdução de um sistema de filtração por membranas (Nanofiltração) é possível reter com sucesso estas toxinas.

Molecular mobility of n-ethylene glycol dimethacrylate glass formers upon free radical polymerization

Quando um líquido evita a cristalização durante o arrefecimento, diz-se que entra no estado sobrearrefecido. Se a temperatura continuar a diminuir, o consequente aumento da viscosidade reflecte-se na mobilidade molecular de tal maneira que os tempos característicos se tornam da mesma ordem de grandeza que os tempos acessíveis experimentalmente. Se o arrefecimento continuar, o líquido altamente viscoso acaba por vitrificar, i.e. entra no estado vítreo onde apenas os movimentos locais são permitidos. Os monómeros da família n -etileno glicol dimetacrilato ( n -EGDMA, para n = 1 até 4, que constituem o objecto deste estudo, facilmente evitam a cristalização, sendo pois bons candidatos para estudar a mobilidade molecular nos estados sobrearrefecido e vítreo. A Espectroscopia de Relaxação Dieléctrica (DRS) foi a técnica escolhida para obter informação detalhada sobre a sua dinâmica molecular (Capítulos 1 e 2). A primeira parte deste trabalho consistiu na caracterização dieléctrica dos processos de relaxação existentes acima e abaixo da temperatura de transição vítrea (g T ), a qual aumenta com o aumento do peso molecular (w M ), sendo este resultado confirmado por Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC). No que respeita ao processo cooperativo a , associado à transição vítrea, e ao processo secundário b, observa-se uma dependência com w M , enquanto que o outro processo secundário, g , aparenta ser independente deste factor (Capítulo 3). Nos capítulos seguintes, foram levadas a cabo diferentes estratégias com o objectivo de clarificar os mecanismos que estão na origem destas duas relaxações secundárias (b e g ), assim como conhecer a sua respectiva relação com a relaxação principal (a ). Do estudo, em tempo real, da polimerização isotérmica via radicais livres do TrEGDMA por Calorimetria de Varrimento Diferencial com Modulação de Temperatura (TMDSC), levado a cabo a temperaturas abaixo da g T do polímero final, concluem-se entre outros, dois importantes aspectos: i) que a vitrificação do polímero em formação conduz a graus de conversão relativamente baixos, e ii) que o monómero que está por reagir é expulso da rede polimérica que se forma, dando lugar a uma clara separação de fases (Capítulo 4). Com base nesta informação, o passo seguinte foi estudar separadamente a polimerização isotérmica do di-, tri- e tetra-EGDMA, dando especial atenção às alterações de mobilidade do monómero ainda por reagir. Com as restrições impostas pela formação de ligações químicas, as relaxações a e b detectadas no monómero tendem a desaparecer no novo polímero formado, enquanto que a relaxação g se mantém quase inalterada. Os diferentes comportamentos que aparecem durante a polimerização permitiram a atribuição da origem molecular dos processos secundários: o processo g foi associado ao movimento twisting das unidades etileno glicol, enquanto que a rotação dos grupos carboxilo foi relacionada com a relaxação b (Capítulo 5). No que respeita ao próprio polímero, um processo de relaxação adicional foi detectado, pol b , no poly-DEGDMA, poly-TrEGDMA e poly-TeEGDMA, com características similares ao encontrado nos poli(metacrilato de n -alquilo). Este processo foi confirmado e bem caracterizado aquando do estudo da copolimerização do TrEGDMA com acrilato de metilo (MA) para diferentes composições (Capítulo 6). Para finalizar, o EGDMA, o elemento mais pequeno da família de monómeros estudada, além de vitrificar apresenta uma marcada tendência para cristalizar quer a partir do estado líquido ou do estado vítreo. Durante a cristalização, a formação de uma fase rígida afecta principalmente o processo a , cuja intensidade diminui sem no entanto se observarem modificações significativas na dependência do tempo de relaxação característico com a temperatura. Por outro lado, o processo secundário b torna-se melhor definido e mais estreito, o que pode ser interpretado em termos de uma maior homogeneidade dos micro-ambientes associados aos movimentos locais(Capítulo 7).

Factores determinantes para a recolha selectiva de resíduos orgânicos de origem doméstica

Face ao actual estado da política de valorização de resíduos urbanos biodegradáveis em Portugal e na Europa e à necessidade de aumentar a valorização deste tipo de resíduo, torna-se necessário compreender melhor que factores influenciam a participação das famílias na separação de resíduos orgânicos (RO), se haverá diferenças significativas entre quem separa e não separa, quais essas as diferenças e como essa informação poderá contribuir para a implementação de sistemas de recolha mais eficazes. Com este trabalho pretendeu-se caracterizar os aspectos mais importantes a considerar num sistema de recolha selectiva de RO de origem doméstica, não só ao nível operacional,mas também ao nível dos factores que influenciam o comportamento de separação de RO. Nesse sentido, pretendeu-se identificar e avaliar as diferenças comportamentais da separação de RO, entre diferentes prédios e grupos de famílias residentes na Urbanização da Portela, localizada na Área Metropolitana de Lisboa. A zona em estudo é constituída por 211 edifícios multifamiliares localizados num bairro residencial com 15.441 habitantes, cuja habitação se desenvolve essencialmente em edifícios de elevada densidade residencial,servidos por um sistema de recolha porta-a-porta (i.e. por prédio), em que os condóminos depositam os seus RO num contentor colectivo localizado em cada prédio. O principal instrumento utilizado para avaliar as diferenças comportamentais face à separação de RO foi um inquérito por questionário, aplicado a uma amostra de 97 famílias. Em função das respostas obtidas, as famílias foram classificadas em três grupos, os que fazem a separação dos seus RO, grupo SRO, os que não fazem separação apesar de residirem em prédios com equipamento para deposição de RO, grupo NRO_CC, e os que não fazem separação e residem em prédios sem equipamento para deposição de RO, grupo NRO_SC. Com esta segunda distinção pretendeu-se avaliar se a existência de contentor para deposição de RO no prédio é uma causa para a não participação ou uma consequência das características das famílias. Foi sobre estes três grupos que se testaram as hipóteses teóricas,procurando-se avaliar as suas características e diferenças. Os principais resultados revelam que os indivíduos do grupo NRO_CC são muito semelhantes aos indivíduos SRO em termos socio-demográficos, de condições situacionais, conhecimento sobre entidades de gestão de RSU, tratamento e produtos finais do tratamento de RO,consciência das vantagens da recolha selectiva de RO e avaliação do serviço de gestão de RSU e de recolha selectiva de RO. No entanto diferem destes, aproximando-se mais do grupo NRO_SC, no desconhecimento que têm sobre a existência e finalidade de contentor castanho e nas variáveis de atitude, percepção sobre a participação dos vizinhos, importância dada ao sistema de recolha selectiva de RO, controlo do comportamento percebido e crença nos esforços pessoais. Por outro lado, no grupo NRO_SC poderão estar potenciais participantes, que só não o são porque não têm contentor castanho. A grande diferença deste grupo é a ausência de porteira residente e o grau de educação inferior relativamente aos outros grupos.

Sistema automático de identificação e caracterização de zonas de actividade em imagens solares

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e Computadores

Caracterização da resistência à antracnose dos frutos verdes do cafeeiro

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Biologia, especialidade Biologia Vegetal,pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Reciclagem de resíduos de construção e demolição: contribuição para controlo do processo

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Gestão Integrada e Valorização de Resíduos, Ramo Ecomateriais e Valorização de Resíduos

Gestão de resíduos de navios e de carga caso de estudo: Porto de Lisboa

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de mestre em Gestão Integrada e Valorização de Resíduos, ramo Gestão Integrada de Resíduos