Estudo de aproveitamento do resíduo do beneficiamento de caulim como matéria prima na produção de pozolanas para cimentos compostos e pozolânicos

O emprego de resíduos na construção civil pode vir a se tornar uma atividade de extrema importância e mais freqüente, principalmente, pela quantidade disponível com potencialidades de reciclagem, possibilitando minimização dos impactos ambientais. As indústrias que beneficiam o caulim para ser utilizado na indústria de papel são responsáveis por gerar dois tipos de resíduos. Um deles, o resíduo contendo o argilomineral caulinita, apresenta potencialidade de ser utilizado como pozolanas na indústria da construção civil. Essa pesquisa avaliou a viabilidade técnica de produção de pozolanas provenientes de misturas de diversos percentuais do resíduo caulinítico com calcário, com vistas a incrementar a reatividade. Estudou-se os teores de substituição de cimento pelas pozolanas em 10%, 20%, 30%, 40%, 50% e 60%. O cimento utilizado foi do tipo CP I S 32 e as pozolanas foram produzidas em laboratório. Foram realizados os seguintes ensaios nos cimentos experimentais: massa específica, área superficial específica, água de consistência normal da pasta, tempo de pega e resistência à compressão. Nas pozolanas, além das análises química e física, foram realizados ensaios mineralógicos. Baseando-se nos resultados encontrados e na literatura técnica, observou-se que a fabricação da pozolana mostrou-se eficaz, pois permitiu aos cimentos alcançar resistências à compressão muito maiores à referência mesmo com teores elevados de incorporação. É lícito concluir que a incorporação do calcário na calcinação do resíduo proveniente do beneficiamento do caulim confirmou ser uma excelente alternativa na produção de pozolanas de alta reatividade, podendo ser empregadas como adições minerais aos cimentos compostos ou pozolânicos substituindo argilas naturais calcinadas e principalmente na fabricação de elementos pré-fabricados em conjunto com fibras em geral.

Reciclagem de resíduo a partir de cinzas de carvão mineral: produção de argamassas

Este trabalho tem como objetivo avaliar a possibilidade de aproveitamento do resíduo obtido a partir da combustão do carvão mineral em caldeiras de leito fluidizado, de uma refinaria de alumina no estado do Pará. Neste contexto, foi avaliada a incorporação de cinzas volantes, como pozolana, em substituição parcial do cimento na produção de argamassas. Para tanto, foram elaborados corpos de prova utilizando-se o cimento do tipo Portland CPII-E-32. As misturas foram definidas na proporção 4:1, ou seja, 4 partes de agregado (sílica) e 1 parte de aglomerante (cimento e cinza), com a inserção de cinza nos teores de 10, 20, 30, 40 e 50 em porcentagem com relação ao cimento, além da argamassa sem adição. Foram definidas duas relações água/aglomerante, 0,4 e 0,8. Após tempo de cura de 7 e 28 dias, foram feitos testes de resistência à compressão para análise de comportamento. Além disso, as argamassas com a relação água/aglomerante 0,8 foram sujeitas a análises complementares de Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, cujos resultados obtidos mostraram-se compatíveis quando comparados com os dados da literatura, demonstrando ser viável a aplicação das cinzas estudadas na indústria da construção civil.

Estudo hidrometalúrgico de compostos de titânio proveniente do resíduo do processo Bayer

Estudos realizados no resíduo do processo Bayer, lama vermelha, para reciclagem desse material têm sido intensificados por suas características físico-químicas. O resíduo é constituído por inúmeros óxidos, destes se destaca o óxido de ferro em teores acima de 30% em peso e óxido de titânio em concentrações acima de 5% em peso. Este trabalho estuda a possibilidade de extrair óxido de ferro, objetivando a concentração de compostos de titânio. A extração foi realizada através do processo de calcinação da lama vermelha a 900°C seguida de lixiviação ácida com concentração de H2SO4 a 20% e 30% em volume a 60°C, 80°C e 90°C, com retirada de uma alíquota a cada 30 minutos. Durante o processo de lixiviação, foi observada extração intensa dos compostos de ferro, resultando no aumento da concentração de titânio na lama vermelha, verificado em todos os experimentos, com destaque para os que foram realizados a 90°C e H2SO4 a 30% em v/v, onde houve extração de 95% de ferro e concentração de até 14% de titânio considerando o balanço de massa global. Diante dos dados obtidos, a lama vermelha torna-se um material interessante para ser utilizado como fonte alternativa para obtenção de minerais de titânio, os quais são encontrados na natureza com um percentual em torno de 8%.

Absorção do dióxido de carbono por resíduo de bauxita em torres de absorção

Um dos problemas ambientais mais discutidos atualmente no cenário mundial são o aquecimento global e suas implicações. Apesar de o efeito estufa ser um fenômeno natural, o aumento nas emissões de gases como o CO₂ proveniente do processo de combustão, pode favorecer o seu agravamento. Seguindo essa vertente, existe o interesse na realização de pesquisas para minimizar a liberação deste gás na atmosfera. Este trabalho, tem por finalidade estudar o processo de absorção do dióxido de carbono pela fase aquosa do resíduo de bauxita (soda e íons dissolvidos em solução) em torre de aspersão e em torre de selas randômicas (ambas em escala piloto), bem como verificar a alteração do pH nesse processo de absorção para ambas as torres. Avaliar a alteração do pH e a capacidade de absorção do CO₂ , considerando as seguintes variáveis: O tipo de torre de absorção, o uso do sobrenadante como meio absorvente e o uso da suspensão aquecida por resistências. Os resultados mostraram que a suspensão do resíduo de bauxita absorveu quantidade significativa de CO₂ , tanto na torre de aspersão quanto na torre de selas. A taxa de absorção média ficou em torno de 8,42% para a torre de aspersão e 9,34% para a torre de selas. A capacidade de carbonatação da suspensão à 27%-p ficou em torno de 33,3 Kg CO₂ por tonelada de resíduo e houve uma redução substancial da alcalinidade do resíduo através da reação com os efluentes gasosos, com uma diminuição média de 4,0 e 3,5 unidades de pH para a torre de selas e de aspersão respectivamente.

A política pública municipal de resíduo sólido: sua incidência sobre os catadores de lixo do aterro sanitário do Aurá em Belém

Este estudo analisa a incidência da política pública municipal de resíduo sólido sobre os catadores de materiais recicláveis no aterro sanitário do Aurá, no período de 2002 a 2008. A análise é pautada nas ações implementadas durante o governo do Partido dos Trabalhadores (PT) 1997-2004 e do Partido Trabalhista Brasileiro (PTB) 2005... Em termos metodológicos, trata-se de um estudo de caso baseado no exame das políticas públicas dirigidas a este segmento da população e suas formas organizativas. A situação dos catadores do aterro sanitário do Aurá, no município de Belém, constitui-se progressivamente como um problema complexo a ser enfrentado, sobretudo pelo poder público municipal por meio da implementação de políticas públicas. Assim, é objetivo deste trabalho analisar como a política pública de resíduo sólido implantada pela Prefeitura Municipal de Belém, através da Secretaria Municipal de Saneamento (SESAN), incidiu sobre a condição de vida (laboral e política) dos catadores do aterro sanitário do Aurá. Esta política, tem início com a implementação do Projeto de Biorremediação. Estruturado em dois eixos de atuação um físico e outro social. Este estudo se detém na análise deste último eixo, pois focalizou as ações para os catadores de materiais recicláveis, como representantes do mercado informal. A pesquisa revela as estratégias de sobrevivência, os níveis de empoderamento individual e coletivo dos catadores e a prática do aviamento mediando relações de trabalho e poder.

Desempenho e características de carcaças de cordeiros suplementados com diferentes níveis de resíduo de biodiesel

Estudou-se a suplementação de dietas de cordeiros confinados com resíduo de biodiesel, utilizando-se 25 ovinos, SRD, machos, castrados, com média de peso de 20kg. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com cinco repetições por tratamento e esquema de parcelas subdivididas para os dados de biometria. O experimento teve a duração de 70 dias. As dietas eram compostas de 34% de volumoso e 61% de concentrado, à base de milho, soja, minerais e 5% de óleo de dendê ou resíduo de biodiesel, em percentagens crescentes – zero, 25, 50, 75 e 100%. Os animais foram abatidos ao final do experimento para avaliação da carcaça. Foram observados efeitos significativos (P<0,05) de percentagem de inclusão do resíduo, para as variáveis de desempenho e biometria demonstrados nos efeitos lineares crescentes das equações de regressão, assim como para peso da carcaça quente (PCQ) –, com médias de 14; 15,92; 16,14; 16,42 e 18,02% – e peso da carcaça fria (PCF) –, com médias de 13,12; 14,78; 15,06; 15,70 e 17,25% –, para dietas com, respectivamente, 0, 25, 50, 100% de resíduo de biodiesel de dendê. A utilização de resíduo de biodiesel de dendê na alimentação de cordeiros em crescimento é alternativa para aumentar a densidade energética de suas dietas.

Craqueamento termocatalítico do óleo de fritura residual

Neste trabalho foi estudado o processo de craqueamento termocatalítico do óleo de fritura nas escalas de bancada e piloto, variando-se o percentual do catalisador carbonato de sódio de 5 e 10% m/m em relação a matéria prima utilizada e temperatura de 440 ºC. O objetivo foi obter misturas de hidrocarbonetos ricas na fração diesel. O óleo de fritura neutralizado e seco foi caracterizado em relação ao Índice de Acidez, Índice de saponificação, Viscosidade Cinemática, Densidade e Índice de Refração. Após o craqueamento, o produto líquido obtido foi purificado por decantação da fase aquosa e filtração simples em escala de bancada. Esse produto foi fracionado por destilação fracionada e os condensados foram coletados em um funil de decantação de acordo a faixa de destilação da gasolina (40ºC-175ºC), querosene (175ºC-235ºC), diesel leve (235°C-305ºC) e diesel pesado (305ºC-400 ºC). Foi realizada a caracterização tanto físico química quanto da composição dos produtos líquidos e suas respectivas frações. Também foi realizada a evolução do processo de craqueamento em escala piloto, acompanhando o comportamento das características físico químicas e de composição do produto formado no decorrer do processo de craqueamento. Os resultados mostraram que o catalisador carbonato de sódio forneceu produtos de baixa acidez e com boas características para uso como combustível. A variação do percentual de catalisador influencia significamente as propriedades físico químicas e composição tanto do produto quanto de suas frações. Verificou-se, ainda, que o craqueamento termocatalítico do óleo de fritura propicia a formação de hidrocarbonetos ricos na fração do diesel (19,16% diesel leve e 41,18% diesel pesado para o teste com 10% de Na₂CO₃ e de 13,53% leve e 52,73% diesel pesado para o teste com 5% de Na₂CO₃ ). Os intervalos de tempos finais do craqueamento geram um combustível com baixo teor de acidez e com propriedades físico químicas em conformidade a norma especificada para o diesel mineral.

Desempenho e características de carcaças de cordeiros suplementados com diferentes níveis de resíduo de biodiesel

Objetivou-se verificar o efeito de diferentes níveis de suplementação do resíduo de biodiesel oriundo do dendê, na dieta de cordeiros em confinamento. Foram utilizados 25 ovinos machos, SRD, castrados, com peso vivo médio de 20 kg. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, com cinco repetições por tratamento, para os dados de ganho de peso e características de carcaça. Os dados de biometria foram analisados em um esquema de parcelas subdivididas. O período experimental foi de 84 dias, com quatorze dias de adaptação e 70 dias para obtenção das variáveis estudadas. O arraçoamento foi dividido em duas refeições, às 7h:00 e 17h:00. As dietas foram compostas de 34% de feno de Panicum maximum cv. Massai e 61% de concentrado, a base de milho quebrado, farelo de soja, minerais e 5% de óleo de dendê ou resíduo de biodiesel de dendê, em níveis crescentes (zero, 25, 50, 75 e 100%), respectivamente. No inicio do período experimental e a cada 14 dias foram realizadas pesagens pela manhã, antes da primeira refeição para avaliação do desempenho e medidas biométricas e abatidos ao final do período experimental para avaliação das características de carcaça após passarem por 12 h de jejum de sólidos e dieta líquida. Foram observados efeitos significativos (p < 0,05) dos níveis de inclusão do resíduo de biodiesel oriundo de dendê. As equações de regressão apresentaram efeito linear crescente, para as variáveis: consumo de matéria seca (CMS), peso vivo (PV), ganho de peso (GPD), escore corporal (EC), comprimento corporal (CC), perímetro torácico (PT), largura de peito (PT), e quadrático para PCQ, PCF, RCQ e RB. A utilização de resíduo de biodiesel de dendê, em substituição ao óleo dendê na alimentação de cordeiros, promove efeito crescente no consumo de matéria seca e ganho de peso, melhora as características de carcaça e torna-se uma alternativa para aumentar a densidade energética de dietas para ovinos em crescimento.

Resíduo lipídico da produção de biodiesel proveniente do óleo de dendê (elaeis guineensis) na alimentação de ovinos - digestibilidade aparente e comportamento ingestivo

Este estudo buscou avaliar o efeito da inclusão de resíduo do processamento do biodiesel do óleo de dendê (c) na dieta, sobre a digestibilidade e comportamento ingestivo de cordeiros confinados. Vinte e cinco ovinos machos, sem raça definida, castrados, com peso vivo médio de 20kg, submetidos a dietas com 5% de suplementação lipídica proveniente de níveis crescentes de substituição 0, 25, 50, 75 e 100% de óleo de dendê por resíduo do biodiesel do dendê. Os animais foram distribuídos em delineamento de blocos ao acaso, sendo o peso dos animais os blocos, com cinco tratamentos e cinco repetições. O período experimental foi de vinte e dois dias, com quinze dias de adaptação às dietas, dois dias de adaptação ao indicador externo de digestibilidade, Lignina Purificada e Enriquecida (LIPE), e cinco dias de coletas fecais. As dietas experimentais consistiram de 31% de feno de capim massai (Panicum maximum cv. Massai); 64% de concentrado, a base de milho e farelo de soja; e 5% de fonte lipídica (óleo de dendê e/ou resíduo do biodiesel). O arraçoamento foi dividido em duas refeições diárias, pela manhã (7h) e a tarde (16h). O comportamento ingestivo foi determinado mediante observação visual, ocorrido durante 24 horas, a intervalos de 5 minutos, para se determinar o tempo despendido em ingestão, ruminação e ócio. A utilização do resíduo do biodiesel do dendê como fonte lipídica apresentou resultados significativos de consumos de matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), extrato etéreo (EE) e proteína bruta (PB), bem como o coeficiente de digestibilidade de EE. Os níveis crescentes de substituição de resíduo do biodiesel não influenciaram (P>0,05) nos tempos despendidos em alimentação, ruminação e ócio. Assim como não alterou as eficiências de ingestão e ruminação da matéria seca (MS) e fibra em detergente neutro (FDN). Não houve efeito da inclusão de resíduo do biodiesel sobre os consumos e coeficientes de digestibilidade da FDN e FDA.

Análise técnico-econômica da substituição parcial do combustível diesel pelo gás natural em motores marítimos na região amazônica

A experiência internacional indica a existência de cinco alavancas principais comumente relacionadas à expansão do consumo de gás natural: a) disponibilidade de reservas de gás natural; b) restrições à oferta de outros energéticos (especialmente para a geração de eletricidade); c) preocupação com o meio ambiente em uma legislação ambiental cada dia mais rigorosa; d) liberalização de empresas privadas na distribuição e comercialização de gás natural, atraindo investimentos; e) liberalização da indústria, atraindo investimentos privados, como opção. Dentro desse cenário, as obras de construção do gasoduto Coari (Base de Extração Urucu)-Manaus, com cerca de 670 quilômetros de extensão total, ficarão prontas em abril de 2008 conforme previsão da Petrobrás divulgada no dia 21/05/2007, o qual transportará 4,7 milhões de metros cúbicos por dia de gás natural na primeira fase de operação. O investimento total previsto é de R$2,4 bilhões. O gás natural substituirá o diesel e o óleo combustível usados principalmente na produção de grande parte da energia elétrica consumida no Estado do Amazonas. Será usado também nos processos industrial e comercial, bem como para abastecer veículos automotores (automóveis, pickups, caminhões leves, ônibus) com segurança. Essa última aplicação incentivou por excelência esta dissertação, fazendo uma análise técnico-econômica da substituição parcial do combustível diesel pelo gás natural em motores marítimos na região Amazônica, pois as embarcações são veículos que singram os rios da Amazônia, usados no transporte de carga e passageiros. Demonstra primeiramente que é possível tecnicamente a conversão dos motores diesel para consumirem diesel misturado com gás natural às taxas de substituição de diesel por gás natural de 5% a 90%, usando tecnologias já disponíveis no mercado brasileiro, sob a ótica de desempenho energético e ambiental. Posteriormente apresenta uma análise econômica da conversão, levando em consideração os reservatórios para gás natural comprimido - GNC ofertados no mercado nacional e os kits de conversão, em que ficam demonstradas: a) a viabilidade econômica do empreendimento, se desprezados os pesos e os volumes dos reservatórios de gás natural comprimido, principalmente os pesos; b) a inviabilidade econômica, considerando o transporte dos reservatórios nas embarcações como fretes que deixaram de gerar receitas pelos volumes e pesos ocupados nelas.

Metodologia para análise exergética-econômica de plantas a vapor para geração de eletricidade consumido resíduo de biomassa amazônica

A disponibilidade de recursos energéticos em um país impacta diretamente no seu desenvolvimento sócio-econômico. Com a elevação dos preços dos energéticos no Brasil, a eficientização do uso de energia tornar-se uma atividade estratégica para o setor industrial. Com esse intuito as avaliações energéticas empregadas nesse setor objetivam otimizar a eficiência dos seus sistemas térmicos. Essas avaliações de desempenho energético são baseadas na Primeira Lei da Termodinâmica e são capazes de identificar apenas as perdas de energia, diferente da avaliação exergética que permite qualificar essa energia perdida. Devido a essa análise de qualificação da energia ser sofisticada e demorada, tornar-se necessário desenvolver um protocolo que seja executado de forma rápida e que contemple as particularidades da Amazônia, tanto o clima quanto a sua biomassa. Para isto, este trabalho propõe e aplica uma metodologia através do emprego de análises energéticas, exergética e exergo-econômica em uma planta de potência a vapor instalada no Estado Pará e operando com ciclo Rankine. Com aplicação dessas avaliações obtêm-se as taxas de energia e de perdas de energia, as taxas de exergia, as taxas de destruição de exergia, as taxas de custo de cada produto e o custo monetário da capacidade energética produzida pela planta em R$/kWh. Com esses resultados foi possível identificar as maiores perdas energéticas da planta, quantificar o custo da destruição de exergia nos principais equipamentos e a taxa de custo dos produtos principais da planta que são energia térmica e energia elétrica. Isto permite visualizar o desempenho energético, exergético e econômico em cada equipamento da planta e indicar os processos que merecem um trabalho de desenvolvimento para melhorar a sua eficiência econômica. Além disso, o custo da capacidade energética em R$/kWh produzida pela planta a vapor foi comparado com o valor cobrado pela concessionária de energia local. Essa comparação mostrou que central geradora de energia tem um custo de energia menor do que o valor confrontado.

Estudo de pluma de contaminação por combustível com o método GPR e desenvolvimento de simulador geofísico para fins educativos

Este trabalho consistiu na investigação geofísica da possível contaminação de um posto de combustíveis em Belém-PA, bem como no desenvolvimento de um simulador geofísico para fins educativos. A investigação consistiu no levantamento de 13 perfis com o método geofísico eletromagnético Ground Penetrating Radar (GPR). Os radargramas obtidos, conjuntamente com os dados pré-existentes de sondagens mecânicas, Volatile Organics Compounds (VOC) e Benzeno-Tolueno-Etil-benzeno-Xileno (BTEX), permitiram identificar zonas de baixa reflexão do sinal eletromagnético (zonas atenuadas) em áreas com predominância de areia, o que indicaria contaminação. Como as medidas de GPR foram repetidas no período chuvoso, foi possível observar a redução da atenuação em perfil rico em areia, indicando a lixiviação dos ácidos graxos oriundos da biodegradação dos hidrocarbonetos, bem como o aumento da atenuação provocada pela argila, devido a sua elevada porosidade, e também, possivelmente, pelo aumento da biodegradação dos hidrocarbonetos que ficam retidos na argila. Este resultado constitui o primeiro caso inserido no simulador geofísico, experimento que permite mostrar o uso de diferentes métodos geofísicos. O simulador possui duas telas computacionais, a debaixo para simulação do modelo de subsuperfície escolhido e, a tela de cima, para representação da resposta geofísica obtida com o auxílio de uma unidade ótica que percorre o perfil representado na tela debaixo. Trata-se de uma modelagem analógica com recursos computacionais ainda não reportada na literatura, que permitirá mostrar diversos casos investigados constantes em dissertações e teses. O simulador poderá ser deslocado para empresas, universidades e secretarias, que fazem ou podem fazer uso da Geofísica, além de praças, escolas, etc., contribuindo de forma incisiva para a difusão da Geofísica como ferramenta na gestão de áreas contaminadas bem como para chamar a atenção da população para diferentes tipos de problemas, de modo a instruí-la sobre os mesmos.

Comportamento higroscópico do resíduo seco de camarão-rosa

Estudou-se o comportamento higroscópico do resíduo seco de camarão-rosa (Peneaus subtilis), o qual foi caracterizado como sendo rico em proteínas totais (42,59%) e resíduo mineral fixo (22,01%). Foram construídas isotermas de adsorção e dessorção de umidade a 10, 25, e 40 °C. Determinou-se o valor da monocamada e o calor de dessorção, e testou-se a aplicabilidade de treze modelos matemáticos na predição dos dados de sorção. O produto apresentou isotermas do Tipo II. Os dados de adsorção mostraram que para que o produto apresente estabilidade microbiológica (a_w < 0,6), o resíduo seco necessitará estar com umidade inferior a 13,0 g H₂O.100 g^–1b.s. na adsorção e 14,0 g H₂O.100 g^–1 b.s. na dessorção. Os valores da monocamada, para a dessorção, indicam que o resíduo não deve ser seco a níveis de umidade inferiores a 7,29 g H₂O.100 g ^–1 b.s., para evitar gasto desnecessário de energia. Os calores de dessorção evidenciaram a não necessidade de grandes quantidades de energia para secar o resíduo até níveis de umidade que o tornem microbiologicamente estável (a_w< 0,6). De acordo com os ajustes os modelos de Oswin e Halsey (bi-paramétricos) e GAB, BET modificada, Hailwood-Horrobin, Anderson, Anderson-Hall e Gascoyne-Pethig (tri-paramétricos), podem ser utilizados na predição das isotermas de sorção do resíduo.

Desenvolvimento de conjunto membrana-eletrodos para célula a combustível de metanol direto passiva

Direct methanol fuel cells (DMFCs) without external pumps or other ancillary devices for fuel and oxidant supply are known as passive DMFCs and are potential candidates to replace lithium-ion batteries in powering portable electronic devices. This paper presents the results obtained from a membrane electrode assembly (MEA) specifically designed for passive DMFCs. Appropriated electrocatalysts were prepared and the effect of their loadings was investigated. Two types of gas diffusion layers (GDL) were also tested. The influence of the methanol concentration was analyzed in each case. The best MEA performance presented a maximum power density of 11.94 mW cm^-2.